Metode analisa proximate

Petunjuk Praktikum Batubara

PENDAHULUAN

Zat asal batubara, telah diketahui berupa materi tetumbuhan yang dahulunya pernah hidup subur di permukaan bumi. Tanpa memandang jenis batubara, semuanya merupakan zat organik dan berasal dari sisa-sisa tumbuhan berbagai jenis. Tetumbuhan purba ini, masa hidup dan jenisnya juga berbeda sesuai dengan umur geologi dan daerah keterdapatannya. Selain itu kondisi lingkungan tempat sisa tumbuhan tersedimentasi, ditambah adanya pengaruh tekanan dan panas bumi yang terjadi setelah itu, serta pergerakan struktur kerak bumi. Semuanya berpengaruh terhadap proses pembentukan berbagai jenis batubara. Dengan demikian, adalah suatu hal yang wajar apabila kualitas dan karakteristik batubara mungkin berbeda antara satu dengan yang lainnya. Pada lapisan yang sama sekalipun, kualitas dan karakteristiknya dapat berbeda tergantung lokasi sebaran horizontal dari lapisan tersebut, letak batubara itu sendiri (apakah ada dibagian atas atau bawah) dan juga kedalaman tempat lapisan itu berada. Secara ekstrim, barangkali dapat dikatakan bahwa suatu bongkahan kecil batubara tidak akan ada yang sama persis kualitasnya salah satu sisi dengan sisi kecil lainnya. Dengan alasan itulah maka suatu bongkahan batubara tidak bisa mewakili keseluruhan batubara yang ada disuatu tambang dari segi kualitas dan karakteristiknya. Adanya hal semacam ini membuat upaya pembakuan (standarisasi) batubara sebagai suatu komoditas dagang.

Dari sisi perdagangan, agar pemasarannya jadi lancar dan mudah diketahui oleh konsumen karakteristik batubara yang dipasarkan, maka perlu terlebih dahulu diadakan pengujian laboratorium. Beberapa variable yang sering atau umum diminta pasar adalah nilai kalori, kandungan abu, kandungan air, kandungan zat terbang, karon tertambat dan kadar belerang / sulfur.

KEGIATAN DI LABORATORIUMPelaksanaan pengukuran beberapa karakteristik batubara yang sering menjadi persyaratan pasar antara lain adalah:

A. Proximate AnalysisTujuanAnalisis ini bertujuan untuk mengetahui beberapa karakteristik, atau kandungan yang terdapat di dalam batubara dan dihitung dalam bentuk %berat (%W), dan variable yang diamati terdiri dari:

a. Ash content b. Moisture c. Volatile matter d. Fixed carbonSebelum melakukan analisa perlu dilakukan persiapan sample sebagai berikut:

1) Ambil batubara dari beberapa tempat pada suatu tumpukan batubara/stockpile (batubara yang telah dicuci). 2) Untuk memperoleh jumlah sample yang lebih kecil lagi tetapi masih cukup representative, maka sample yang ada diambil dengan menggunakan spliter.

3) Lakukan pengeringan atau pengovenan 4) Angin-anginkan pada suhu kamar.

5) Lakukan peremukan atau penggerusan sample berturut-turut dengan menggunakan roll jaw crusher, double roll crusher, broun crusher untuk membuat sample sampai berukuran antara 0,2 ~ 0,25 mm

6) Bila kita ingin memperkecil jumlah sample lagi, masukkan sample kedalam suatu wadah, ratakan permukaannya dan ambil secara acak dengan mengambil dari beberapa bagian secara proporsional.1. Ash analysis (analisis kandungan abu)

Ash analysis adalah analisa kandungan abu, yang merupakan bagian tersisa akibat pembakaran zat organik di dalam batubara.

Alat-alat untuk mengukur kandungan abu batubara

Langkah kerja.1. Kalibrasi timbangan yang akan dipakai pada posisi yang benar

2. Timbang cawan porselin kosong yang dipakai sebagai wadahnya (M1)

3. Semua data yang diperoleh masukkan kedalam table yang tersedia di bawah ini

4. Masukkan sample sebanyak 1 gr (M0) kedalam cawan porselen

5. Lakukan perataan sample didalam cawan porselin dan masukan kedalam tungku pembakar.

6. Lakukan pemanasan dengan suhu 815o C selama 2 jam 40 menit, dengan tahapan sebagai berikut :

a. 00 ~ 5000 C( dalam proses naik selama 1 jam)b. 5000 ~ 5000C (tahan pada suhu ini selama 10 menit)c. 5010 ~ 8150C (dalam proses naik selama 1 jam)d. 8150C (tahan suhu ini selama 30 menit)

menahan suhu dilakukan agar pemanasan dapat terjadi secara merata dan sempurna,(pembagian waktu dengan penggalan seperti diatas adalah sangat relative, tetapi yang perlu diperhatikan total waktunya ( 2 jam 40 menit).

7. Setelah pembakaran selesai, biarkan terlebih dahulu kurang lebih setengah jam dan baru tungku dibuka untuk menurunkan panas tungku.

8. Setelah agak dingin ambil cawan yang berisi abu kemudian masukkan kedalam desikator9. Timbang berat setelah dibakar (M2) dalam grm

10. Hitung M2 M1 sebagai M3 (grm)

11. Hitunglah nilai Ash = M3/M0 x 100%

Dimana : M3 : berat setelah dipanaskan

M0 : berat sample

Tabel hasil pengukuran Ash

NoM1 (grm)M0 (grm)M2 (grm)M3 (grm)Ash (%)

(M3/M0 x 100%)

1

2

3

Tingkat kevalidan hasil kandungan abu yang diperoleh adalah harus memenuhi batas-batas toleransi tertentu, yaitu sebagai berikut:

Tabel toleransi antar sample pengujian

% abu%Toleransi

( 10,0(0,2

10.1 ~ 20,0(0,3

( 20,0(0,4

Toleransi yang dimaksud disini adalah selisih antara kandungan abu sample 1 dan 2 bila (antara 2 sampel). Sebagai contoh untuk kandungan abu ( 10,0% perbedaan antara dua sample tak boleh lebih dari 0,2 %(( 0,2 %). Sehingga untuk ke tiga data pengukuran yang dilakukan bila ada salah satu data yang menyimpang, atau diluar toleransi, maka data tersebut dianggap gagal.

Kesimpulan/Saran

Berdasarkan data yang diperoleh buatlah kesimpulan dan saran saudara:

.

2. Moisture Content (kandungan air)

Kandungan air dalam batubara sangat menentukan kualitas dari batubara tersebut, karena semakin tinggi moisture content maka semakin rendah kualitas batubara dan sebaliknya.

Alat-alat untuk mengukur kandungan air batubara

Langkah Kerja

1. Kalibrasi timbangan yang akan dipakai pada posisi yang benar

2. Hidupkan oven dengan mengatur suhunya pada 1070C3. Timbang berat wadah yang akan digunakan (M1)gr

4. Semua data yang diperoleh masukkan kedalam table dibawah ini

5. Nolkan timbangan dan masukkan batubara/sampel sebanyak 1 gr (Mo)

6. Berat wadah beserta sample adalah (M2) gr

7. Setelah oven mencapai suhu 107oC masukan sampel kedalam oven biarkan selama 1 jam (pada saat sampel dimasukkan kedalam oven, tutup cawan/ wadah dibuka)

8. Setelah 1 jam kemudian angkat wadah dengan terlebih dahulu pasang tutupnya dan dinginkan didalam desikator selama 20 30 menit. 9. Setelah dingin lakukan penimbangan wadah beserta sample kembali (M3) .10. Hitung selisih berat sebelum dan sesudah dipanaskan ( M2 M3 )sebagai M4

11. Lakukan penghitungan Moisture (Ms) dengan menggunakan rumus.

Ms = M4/ Mo x 100%Keterangan:

Ms = Moisture (kandungan air)

M4 = Selisih Berat cawan dan sampel sebelum di oven dengan setelah di oven

Mo = Berat sample

Tabel hasil pengukuran Moisture (Ms)

No.M1(gr)M0(gr)M2(gr)M3(gr)M4(gr)Ms(%)

1

2

3

Tingkat kevalidan hasil kandungan abu yang diperoleh adalah harus memenuhi batas-batas toleransi tertentu, yaitu sebagai berikut:

Tabel Toleransi Moisture antara 2 sampel pengujian

% Moisture%Toleransi pengukuran

( 5.00.2

5.1 ~ 100.3

10.1 ~ 160.4

(160.5

Toleransi yang dimaksud disini adalah selisih antara kandungan abu sample 1 dan 2 (antara 2 sampel). Sebagai contoh untuk kandungan air (MS) kecil dari 10% (( 10,0%) perbedaan antara dua sample tak boleh lebih dari 0,3. Sehingga untuk ke tiga data pengukuran yang dilakukan bila ada salah satunya menyimpang atau diluar toleransi, maka data tersebut dianggap gagal.

Kesimpulan/Saran

Berdasarkan data yang diperoleh buatlah kesimpulan dan saran saudara:

.

3. Volatile Matter (zat terbang)

Volatile matter (zat terbang) merupakan hal yang sangat penting dan perlu diketahui.. Jika nilai Vm tinggi berarti batubara tersebut mudah terbakar (Spontaneous Combation)dan jika nilai Vm kecil maka batubara akan lebih sulit untuk terbakar. Alat-alat untuk mengukur zat terbang batubara

Langkah Kerja

1. Kalibrasi timbangan terlebih dahulu pada posisi yang benar

2. Lakukan pengaturan suhu pemanas pada 900oC(setelah 900oC biarkan sampai temperaturnya tidak berubah lagi)

3. Timbang wadah dalam keadaan kosong (M1) gr

4. Semua data yang diperoleh masukkan kedalam table di bawah ini

5. Kembalikan timbangan pada keadaan nol ( dalam keadaan wadah tetap di dalam timbangan)

6. Timbang sample sebanyak 1 gr (Mo), d.p.l. berat sample dan wadah (M2)

7. Masukkan sample keadalam tungku selama 7 menit, dengan mangkok dalam keadaan tertutup

8. Keluarkan sample dan dinginkan di udara lepas kurang lebih 15 menit

9. Masukkan kedalam desikator untuk mendinginkan lebih lanjut selama 15 menit

10. Timbang berat sample setelah dibakar (M3) gr

11. Hitung selisih berat sample sebelum dipanaskan dengan sesudah dipanaskan (M2 M3) sebagai (M4) gr

Vm = ((M4/Mo) x 100%( MsKeterangan

Vm: Volatile Matter %

Mo : Berat awal sampel(gr) Ms : Kandungan air %

M4 :selisih berat sebelum dipanaskan dengan setelah dipanaskan (M2-M3) grTabel hasil pengukuran Volatile Matter(VM)

NoMs(%)M1(grm)M0(grm)M2(grm)M3(grm)M4(grm)VM(%)

1

2

3

Tingkat kevalidan hasil pengukuran zat terbang yang diperoleh adalah harus memenuhi batas-batas toleransi tertentu, yaitu sebagai berikut:

Table Toleransi Pengukuran antara 2 sampel

% Volatile Matter% Toleransi pengukuran

( 500.4

> 500.6

Toleransi yang dimaksud disini adalah selisih antara sample 1 dan 2 (antara 2 sampel). Sebagai contoh untuk kandungan zat terbang (VM) kecil dari 50% (( 50,0%) perbedaan antara dua sample tak boleh lebih dari 0,4. Sehingga untuk ke tiga data pengukuran yang dilakukan bila ada salah satunya menyimpang atau diluar toleransi , maka data tersebut dianggap gagal.

Kesimpulan/Saran

Berdasarkan data yang diperoleh buatlah kesimpulan dan saran saudara:

4. Fixed carbonFixed Carbon = 100 % ( %Ash + %Ms + %Vm)

Fuel Ratio (FR) = Fixed carbon : Vm

Pada umumnya jika FR

(1 :Brown Coal

1 ~ 4 : Bituminous

(4 :Antrasit (batubara Tidak berasap)

Exp. Tabel Hasil Analisa Batubara

KomponenKushiroHasil hari ini

Ash9.5%

Moisture5,8%

Volatile Matter42,8%

Fixed Carbon41.9%

Tentukanlah Fixed Carbon dan Fuel Ratio dari batubara yang saudara ukur

..

CALORIMETER

Tujuan

Kalorimeter digunakan untuk menentukan nilai kalor yang terdapat dalam batubara. Semakin tinggi nilai kalor suatu batubara maka nilai jualnya pun semakin mahal.

Gambar Alat-alat untuk mengukur kandungan kalori batubara

Langkah Kerja.

Kalibrasi alat

1. Timbang asam benzoat dengan menggunakan neraca timbang. Catat hasil penimbangan misalnya : 0.9831 gr pada asam benzoat telah terdapat nilai kalorinya 26,460 kJ/gr jadi 26,46 kJ/gr x 0,9831gr = 26,013 kJ = 26013 joule = 6214 kalori

2. Lipat kawat nikrom buat kawat simpul pada ujung kawat, masukkan kawat nikrom pada lubang asam benzoat. Letakan terlebih dahulu asam benzoat didalam wadah bomb kalori meter, lalu masukkan bagian simpul kawat kedalam asam benzoat.

3. Setelah itu ikatkan bagian ujung kawat dengan kawat penggantung bomb kalori meter. Pastikan ujung ujung kawat tidak menempel pada wadah.

4. Masukkan kedalam peralatan bomb kalorimeter. Kemudian tutup rapat rapat dan isi bomb kalorimeter dengan oksigen dengan tekanan 2,6 Mpa.

5. Hidupkan power calorimeter dan timbang wadah kedua(2100gr) dengan menambahkan air 851,1 gr sehingga beratnya menjadi 2951,1 gr.6. Masukkan bomb kalorimeter kedalam wadah yang telah berisi air, lalu masukan kedalam alat induk, pasang kedua elektroda pada bomb, tutup rapat, pastikan kabel pada peralatan elektroda tidak terjepit saat menutup alat, pasang pengaduk dan sensor pada tempatnya, pastikan alat sudah siap melakukan analisa

7. Operasikan alat pada posisi auto, on-kan start operation, peralatan akan bekerja secara automatic, lihat tomboltombol yang meyala, alat akan bekerja secara otomatis,

8. Perhatikan jarum yang terdapat pada alat, jika jarum bergerak kearah kanan maka alat dapat menstabilkan suhu secara otomatis, tetapi jika jarum bergerak kearah kiri alat tidak bisa stabil secara automatic, sehingga perlu untuk distabilkan secara manual dengan menambahkan air panas.

9. Setelah jarum benar-benar stabil dan tidak bergerak lagi, biarkan tombol automatical mencapai stiring terlebih dahulu, setelah mencapai stiring biarkan tombol selama 5 menit, kemudian nol kan alat, dengan menggunakan tombol course (skala besar) dan fine (skala kecil).

10. On-kan ignition dengan hitungan sampai lima, alat akan bekerja, angka cal akan naik secara otomatis tetapi bila digitalnya tidak berlanjut atau meningkat, ini merupakan pembakaran tidak terjadi sehingga proses perlu diulangi kembali.

11. Bila pembakaran berjalan, proses ini akan berjalan selama 10 menit, 40 detik, kemudian tombol akan bergerak kearah drainage maka air yang ada didalam ruang kalorimeter akan keluar dengan sendirinya. Setelah itu tombol akan bergerah kearah finish, ini artinya analisa kalorimeter telah selesai dilakukan

12. Kalor yang ditujukkan adalah sesuai dengan yang terdapat pada sampul asam benzoat. Dengan perkataan lain alat sudah siap dikalibrasi dan menunjukkan hasil yang benar.13. Matikan tombol start operation, kemudian power, buka alat, keluarkan bomb kalorimeter, keluarkan wadah, buka bomb, keluarkan oksigen dan bersihkan wadah tempat meletakkan bomb.14. Dengan cara yang sama lakukan untuk 1 gram sample yang akan ditentukan nilai kalori yang dikandungnya mulai dari langkah 3 sampai langkah 13.

15. Ulangilah percobaan 2 kali lagi unntuk sample atau jenis batubara yang sama, dan buatlah kesimpulan pengukuran saudara.

Kesimpulan/saran :

Lab.Sheet 9-9

Teknik Pertambangan FT UNP ( copyright OSIN -2012