.      1.      Sifat Fisika.berat jenis(kerapatan/density)

Sifat fisik utama kelompok maseral  adalah berat jenis.  Kelompok vitrinit mempunyai berat jenis 

yang bervariasi tergantung peringkat batubara.   Dalam batubara bituminus  yang mempunyai zat

terbang sedang, vitrinit  memiliki berat jenis 1,27 g/ml;  sedangkan dalam batubara bituminus  yang

mempunyai berzat terbang tinggi memiliki   berat jenis 1,3 g/ml; dan yang terbesar adalah 1,8 g/ml

untuk antrasit.

Liptinit mempunyai berat jenis mulai dari 1,18 g/ml dalam batubara peringkat rendah hingga

mencapai 1,25 g/ml dalam  batubara bituminus.   Berat jenis inertinit kenaikannnya sedikit  mulai

dari 1,35 sampai dengan 1,7 g/ml sesuai  dengan kenaikan peringkat  batubara.

b.sifat optik(optical properties)

c.kekerasan(hardness))      Semakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau semakin padat batubara

tersebut semakin pada semakn keras. Dengan demikian akan semakin kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya.

Kekerasan batubara berkaitan dengan struktur batubara yang ada.Keras atau lemahnya batubara juga terkandung pada komposisi dan jenis batubaranya.Uji kekerasan batubara dapat dilakukan dengan mesin Hardgrove Grindibility Index (HGI).Nilai HGI menunjukan niali kekersan batubara.Nilai HGI berbanding terbalik dengan kekerasan batubara. Semakin tinggi nilai HGI , maka batubara tersebut semakin lunak. Dan sebaliknya, jika nilai HGI batubara tersebut semakin rendah maka batubara tersebut semakin keras. 

d.ketegerusan(grindability, HCl)

Ketergerusan merupakan sifat mudah-sulitnya batubara untuk diremuk atau digerus. Besar kecilnya nilai ketergerusan ini, dinyatakan dengan suatu indeks yang disebut Hardgrove Grindability Index atau HGI.Semakin kecil nilai HGI, berarti semakin sulit penggerusannya; dan begitu pula sebaliknya. Bila batubara terlalu keras, yang berarti nilai HGI kecil, maka akan menurunkan performa dari mesin penggerus (mill). Dengan kata lain, bila nilai HGI semakin rendah, maka diperlukan daya yang lebih besar bagi mesin penggerus. Karena itu, para pengguna (user) banyak yang menetapkan nilai HGI di atas 45 untuk batubarayang mereka beli.Batubara yang saat ini dipakai di Jepang, kebanyakan memiliki nilai HGI skitar 50.

2.sifat kimia

a. Kandungan (kadar) air

menunjukan jumlah air yang ada dalam batubara.Biaya transportasi meningkat dengan meningkatnya kadar air. Kelebihan kadar air dapat dibuang setelah beneficiation pada fasilitaspreparasi, namun hal ini akan meningkatkan biaya pengolahan.

b. Adanya kandungan sulfur

meningkatkan biaya operasi dan pemeliharaan bagi pengguna akhir (end-user). Jumlah sulfur yang tinggi menyebabkan korosi dan emisi dari sulfur dioksida pada produsen baja dan pembangkit tenaga listrik. Kadar sulfur yang rendah pada batubara tidak memerlukan instalasi alat desulfurisasi untuk memenuhi peraturan emisi yang ada.

Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara vertikal maupun secara lateral. Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungan sulfur yang relatif homogen.

Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena sulfur dapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan asam. Oleh karena itu dalam komersial, sulfur dijadikan batasan garansi kualitas, bahkan dijadikan sebagai rejection limit.Sifat-Sifat SULFUR

• Kandungan sulfur dalambatubarasangatbervariasidanpadaumumnyabersifatheterogensekalipundalamsatu seam batubara yang

sama. Baikheterogensecaravertikalmaupunsecara lateral.

• Namundemikianditemukanjugabeberapa seam yang samamemilikikandungan sulfur yang relatifhomogen.

Kegunaan SULFUR

• Sulfur dalambatubara thermal maupunmetalurgitidakdiinginkan, karena Sulfur dapatmempengaruhisifat-sifatpembakaran yang

dapatmenyebabkan slagging maupunmempengaruhikualitas product daribesibaja.

Selainitudapatberpengaruhterhadaplingkungankarenaemisi sulfur dapatmenyebabkanhujanasam. Olehkarenaitudalamkomersial,

Sulfur dijadikanbatasangaransikualitas, bahkandijadikansebagai rejection limit.

• Namundemikiandalambeberapautilisasibatubara, Sulfur tidakmenyebabkanmasalahbahkan sulfur membantu performance

dariutilisasitersebut. Utilisasitersebutmisalnyapada proses pengolahanNikelseperti di PT. INCO. Dan jugapada proses Coal

Liquefaction (Pencairan Batubara).

KEKURANGAN SULFUR DALAM BATUBARA

Di dalam batubara, sulfur dapat merupakan bagian dari mineral sulfat dan sulfida. Dengan sifatnya yang mudah bersenyawa dengan unsur hidrogen dan oksigen untuk membentuk senyawa asam, maka keberadaan sufur diharapkan dapat seminimal mungkin karena sifat tersebut yang merupakan pemicu polusi, maka beberapa negara pengguna batubara menerapkan batas kandungan 1 % maksimum untuk batubara yang dimanfaatkan untuk keperluan industri.

Sulfur dalam batubara terdapat dalam tiga bentuk, yaitu pirit sulfur, sufat sulfur dan organik sulfur. Sulfur dalam bentuk pirit dan sulfat merupakan bagian dari mineral matter yang terdapat dalam batubara yang jumlahnya masih dapat dikurangi dengan teknik pencuci. Sedangkan organik sulfur terdapat pada seluruh material karbon dalm batubara dan jumlahnya tidak dapat dikurangi dengan teknik pencucian. Terdapatnya sulfat sulfur dalam batubara sering dipergunakan sebagai petunjuk bahwa batubara telah mengalami oksidasi, sedangkan pirit sulfur dianggap sebagai salah satu penyebab timbulnya pembakaran secara spontan.

Sulfur kemungkinan merupakan pengotor utama nomor dua (setelah ash) dalam batubara ;a)      Dalam batubara bahan bakar, hasil pembakarannya mempunyai daya korosif dan sumber polusi udara.b)      Moisture dan sulfur (terutama sebagai pirit) dapat menunjang terjadinya pembakaran spontan.c)      Semua batubara bentuk sulfur tidak dapat dihilangkan dalam proses pencucian.

Hasil penentuan sulfur digunakan untuk menunjang evaluasi pencucian batubara, emisi udara, dan evaluasi kualitas batubara berkaitan dengan spesifikasi dalam kontrak serta untuk keperluan penelitian.

Batubara dengan kadar sulfur yang tinggi menimbulkan banyak masalah dalam pemanfaatannya. Bila batubara itu dibakar, sulfur menyebabkan korosi dalam ketel dan membentuk endapan isolasi pada tabung ketel uap (yang disebut slagging). Disamping itu juga menimbulkan pencemaran udara. Sebagaian sulfur akan terbawa dalam hasil pencairan batubara, gasifikasi, dan pembuatan kokas. Jadi, harus dihilangkan dulu sebelum di lakukan proses-proses tersebut.

Unsur belerang terdapat pada batubara terdapat dengan kadar bervariasi dari rendah (jauh dibawah 1 %) sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam batubara dalam tiga bentuk yakni belerang organik, pirit, danUnsur belerang terdapat pada batubara terdapat dengan kadar bervariasi dari rendah (jauh dibawah 1 %) sampai lebih dari 4%. Unsur ini terdapat dalam batubara dalam tiga bentuk yakni belerang organik, pirit, dansulfat. Dari ketiga bentuk belerang tersebut, belerang organik dan belerang pirit merupakan sumber utama emisi oksida belerang. Dalam pembakaran batubara semua belerang organik dan sebagian belerang pirit menjadi SO2. Oksida belerang ini selanjutnya dapat teroksidasi menjadi SO3. Sedangkan belerang sulfat disamping stabil dan sulit menjadi oksida belerang, kadar relatifnya sangat mudah dibanding belerang bentuk lainnya. Oksida-oksida belerang yang terbawa gas buang dapat bereaksi dengan lelehan abu yang menempel pada dinding tungku maupun pipa boiler sehingga menyebabkan korosi. Sebagian SO2 yang diemisikan ke udara dapat teroksidasi menjadi SO3 yang apabila bereaksi dengan uap air menjadi kabut asam sehingga menimbulkan turunnya hujan asam.

c.kelembapan (moisture)

batubara berperingkat tinggi mempunyai tingkat kelembapan dan penguapan lebih rendah.Batubara peringkat tinggi juga cenderung memiliki kandungan karbon lebih tinggi dan kandungan energi yang tetap.

1.Moisture in The analysis SampleSemakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau semakin padat

batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya.

Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakin tinggi surface moisturenya.

Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang dikarenakan naiknya surface moisture.TinggiRendahnya Total Moisture akan

tergantungpada :

1. Peringkat Batubara

Semakintinggiperingkatsuatubatubara

semakinkecilporositasbatubaratersebut

atausemakinpadatbatubaratersebut.

Dengandemikianakansemakinkeciljuga

moisture yang dapatdiserapatauditampung

dalamporibatubaratersebut.

Hal inimenyebabkansemakinkecil

kandunganmoisturenyakhususnya inherent

moisturenya.

2. SIZE DISTRIBUSI

Semakinkecilukuranpartikelbatubara, maka

semakinbesarluaspermukaanya.

Hal inimenyebabkanakansemakintinggi

surfacemoisturenya. Padanilai inherent

moisturetetap, maka TM-nyaakannaik yang

dikarenakannaiknya surface moisture.

3. Kondisi SAMPLING

Total Moisture dapatdipengaruhiolehkondisi

padasaatbatubaratersebut di Sampling.

Yang termasukdalamkondisi sampling adalah :

► Kondisibatubarapadasaatdisampling

► Size distribusi sample batubara yang diambilterlalubesaratauterlalukecil.

► Cuacapadasaatpengambilan sample.

Penentuan

Total Moisture biasanyadibagaimenjadiduatahappenentuanyaitu :

Penentuan Free Moistrueatau air dry loss

Penentuan Residual moisture

Total Moisture jugadigunakansebagaifaktordalampenentuan basis As Received, baikuntuknilaikalorimaupununtuk parameter

lainnya.dijadikan parameter penentuberat cargo akhir, ataubahkansebagaibatasan Reject.

analisisultimat,

4. Peringkat Batubara

Semakintinggiperingkatsuatubatubara

semakinkecilporositasbatubaratersebut

atausemakinpadatbatubaratersebut.

Dengandemikianakansemakinkeciljuga

moisture yang dapatdiserapatauditampung

dalamporibatubaratersebut.

Hal inimenyebabkansemakinkecil

kandunganmoisturenyakhususnya inherent

moisturenya.

d.kadar volatile(volatile content)

Bila jumlah kandungan hidrogen dan karbon dihubungan dengan zat terbang, liptinit memproduksi

zat terbang tertinggi, yang diikuti oleh vitrinit.  Inertinit relatif kecil memiliki kandungan zat terbang. 

Hal tersebut akan berubah dengan kenaikan peringkat batubara.

Vitrinit dalam batubara peringkat rendah tersusun dari bermacam-macam humus  yang terdiri dari

cincin aromatik dikelilingi oleh gugusan alipatik.  Makin naik peringkat batubara, kelompok peripheral

luar seperti OH, COOH, CH3 akan hilang dan cincin aromatik  menjadi lebih besar. Akibatnya

kearomatikan dan kandungan karbon meningkat sedangkan kandungnan  oksigen menurun.

Perubahan kandungan karbon, zat terbang dan peringkat batubara berhubungan dengan jumlah

cahaya reflektansi vitrinit. Pengaruhnya, semakin  tinggi  kadar karbon, semakin tinggi pula

reflektansi vitrinit.  Oleh karena itu peringkat  batubara dapat secara langsung ditetapkan dengan

pengukuran reflektan vitrinit.   Dalam batubara yang mempunyai kandung vitrinit >80%, peringkat

batubara dapat ditetapkan berdasarkan kandungan zat terbang dan zat karbon. 3.Volatile Matter Volatile Matter adalah senyawaan dalam batubara yang mudah menguap pada temperatur

tertentu dalam kondisi standar. . Terdiri dari gas –gas yang mudah terbakar seperti air, oksida-oksida karbon, hidrogen dan metan, hydrogen sulfida, ammonia, tar dan oksida-oksida sulfur dan nitrogenKadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara.

Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya.

Volatile Matter digunakan sebagai parameter penentu dalam penentuan peringkat batubara.Volatile matter dalam

batubara dapat dijadikan sebagai indikasi reaktifitas batubara pada saat dibakarVolatilmatter adalahbagiansampelbatubara yang keringudara (air dried) yang dikeluarkandalambentuk gas

selamatespemanasanstandar. Zatterbangmerupakanunsurpositifuntukbatubaratermaltapidapatmenjadisesuatu yang

negatifuntukbatubarakokas.

unsursenyawa lain.

Volatile matter/ zatterbang, adalahbagianorganikbatubara yang menguapketikadipanaskanpada temperature tertentu.

Volatile matter biasanyaberasaldarigugushidrokarbondenganrantaialifatikataurantailurus.Yang

mudahputusdenganpemanasantanpaudaramenjadihidrokarbon yang lebihsederhanasepertimethanaatauethana.

SifatVilatil Matter

Kadar Volatile Matter dalambatubaraditentukanolehperingkatbatubara.

Semakintinggiperingkatsuatubatubaraakansemakinrendahkadar volatile matternya.

Volatile matter memilikikorelasidenganvitrinite reflectance, semakinrendah volatile matter, semakintinggivitrinitereflectancenya

e.kandungan oksigen karbon

.  Makin naik peringkat batubara, kelompok peripheral luar seperti OH, COOH, CH3 akan hilang dan

cincin aromatik  menjadi lebih besar. Akibatnya kearomatikan dan kandungan karbon meningkat

sedangkan kandungnan  oksigen menurun. Pada batubara peringkat rendah, inertinit  memiliki lebih

banyak  senyawa aromatik dibandingkan dengan vitrinit atau liptinit. Kelompok ini sangat sedikit

berubah sifat fisika dan kimianya karena kenaikan peringkat.  Pada umumnya inertinit mempunyai

oksigen tinggi dan hidrogen randah, tetapi kandungan oksigen akan turun cepat  dengan naiknya

peringkat batubara.

f.f. Ash Content (kandungan Abu)Ash (abu) adalah bahan-bahan yang tidak terbakar setelah pembakaran sampleKadar abu

dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral matter yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau dari extraneous. Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya. Kadar abu didalam penambangan batubara dapat dijadikan penentu apakah penambangan tersebut bersih atau tidak, yaitu dengan membandingkan kadar abu dari data geology atau planning, dengan kadar abu dari batubara produksi.Batubara sebenarnyatidakmengandungabu, melainkanmengandung mineral matter.Namunsebagian mineral matter

dianalisadandinyatakansebagaikadar Abu atau Ash Content.

Mineral Matter atau ash dalambatubaraterdiridari inherent danextarneous.

Inherent Ash

adadalambatubarasejakpadamasapembentukanbatubaradankeberadaandalambatubaraterikatsecarakimiadalamstrukturmolekulbatubara

Sedangkan Extraneous Ash, berasaldaridilusiatausumberabulainnya yang berasaldariluarbatubara

Sifat – Sifatkadar Abu

Kadar abudalambatubaratergantungpadabanyaknyadanjenis mineral matter yang dikandungolehbatubarabaik yang berasaldari inherent

ataudari extraneous.

Kadar aburelatiflebihstabilpadabatubara yang sama. Olehkarenaitu Ash seringdijadikan parameter

penentudalambeberpakalibrasialatpreparasimaupunalat sampling.

Semakintinggikadarabupadajenisbatubara yang sama, semakinrendahnilaikalorinya.

Kadar abujugaseringmempengaruhinilai HGI batubara.

Kegunaan Kadar Abu

• Kadar abudidalampenambanganbatubaradapatdijadikanpenentuapakahpenambangantersebutbersihatautidak,

yaitudenganmembandingkankadarabudari data geology atau planning, dengankadarabudaribatubaraproduksi.

• Kadar abudalamkomersialseringdijadikansebagaigaransispesifikasiataubahkansebagairejection limit.

3.Sifat bakar

a.a.calorific Value (Nilai Kalori)

Nilai Kalori batubara bergantung pada peringkat batubara.Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. Pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya.. NILAI KALORI

Adalahnilaienergi yang dapatdihasilkandaripembakaranbatubara.

Nilaikaloribatubaradapatdinyatakandalamsatuan: MJ/Kg , Kcal/kg, BTU/lb

Nilaikaloritersebutdapatdinyatakandalam Gross dan Net.

► NilaiKaloridapatdinyatakandalamsatuan yang berbeda :

Calorific Value (CV)……(kcal/kg)

Specific Energy (SE) ….(Mj/kg)

Higher Heating Value (HHV) = Gross CV

Lower Heating Value (LHV)= Net CV

British Thermal Unit = Btu/lb

Sifat-SifatNilaikalori Batubara

NilaiKaloribatubarabergantungpadaperingkatbatubara.Semakintinggiperingkatbatubara, semakintingginilaikalorinya.

Padabatubara yang samaNilaikaloridapatdipengaruhioleh moisture danjuga Abu. Semakintinggi moisture atauabu, semakinkecilnilaikalorinya.

b.sifat kokasKokas ialah residu padat yang tertinggal bila batubara dipanaskan tanpa udara sampai sebagian zat yang mudah menguapnya hilang. Batubara kokas adalah batubara yang bila dipanaskan tanpa udara sampai suhu tinggi akan menjadi lunak, terdevolatilasasi, mengembang, dan memadat kembali membentuk material yang porous. Material ini merupakan padatan kaya karbon yang disebut kokas. batubara berperingkat tinggi memiliki kualitas kokas yang tinggi.Batubara kokas tidak banyak tersedia dibandingkan batubara termal, sehingga harganya lebih mahal.

c. Indeks Pemuaian BebasDigunakan untuk menentukan Indeks Pemuaian Bebas batu bara dengan metode tanur listrik seperti yang ditetapkan oleh Standar ASTMD-720. Uji Indeks Pemuaian Bebas adalah metode empiris berskala kecil dan cepat untuk mengukur sifat-sifat pemuaian bebas batu bara. Hasil pengujian bisa digunakan sebagai indikasi karakteristik kokas batu bara, dan juga telah digunakan sebagai indeks yang mengukur tingkat pengoksidasian dan pelapukan batu bara.

. Free Swelling Index (FSI)Free Swelling Index (FSI) merupakan suatu parameter seberapa jauh batubara akan memuai apabila dipanaskan. FSI ditentukan dengan memanaskan batubara yang telah digerus dan dicetak berbentuk “ kancing kemeja” sampai 800ºC di dalam cawan selama waktu tertentu. Setelah zat terbang habis “kancing” kokas yang lebih kecil dari ukuran semula tetap berada dalam cawan. Penampang sisa kokas dibandingkan dengan penampang baku bernomor 1-10. Pengaruh nilai FSI pada batu bara :a. Bila pemuaian kokas mengakibatkan ia sama dengan ukuran panjang nomor 0-2 ( jadi FSI -nya 0-2) batubara tersebut bukan batubara kokas yang baik (pori-porinya terlalu rendah). b. Bila FSI -nya 8-10 berarti tingkat pemuaiannya terlalu tinggi berarti bila dijadikan kokas terlalu berpori-pori besar sangat rapuh. c. Batubara dengan nomor FSI 4-6 adalah ideal untuk diproses menjadi kokas (batubara ini akan menjadi kokas yang cukup berpori dan kuat menahan beban).