hgi

UJI FISIK

PENENTUAN NILAI KETERGERUSAN HARDGROVE

( HGI )

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan ini diharapkan mahasiswa mampu :

Menentukan Indeks Ketergerusan Hardgrove dari batubara.

Menjelaskan pengertian dan peranan fisik batubara.

II. ALAT DAN BAHAN

Alat yang digunakan :

1. Sieving Machine

2. Hardgrove Grindability Index

3. Riffle

4. Kuas

5. Neraca Analitik

Bahan yang digunakan :

1. Batubara yang telah dipreparasi

III. DASAR TEORI

Batubara merupakan mineral bahan bakar yang terbentuk sebagai suatu

cebakan sedimenter yang berasal dari penimbunan dan pengendapan hancuran

bahan berselulosa yang bersal dari tumbuh-tumbuhan. Bahan ini terpadatkan dan

berubah karena adanya proses tekanan dan panas.

Bentuk awal dari hasil penimbunan dan pemadatan ini adalah berupa

gambut yang setelah mengalami tekanan dan panas akan berubah berturut-turut

peat, lignit, sub-bittuminus, bittuminus, dan antrasit tergantung dari besarnya

tekanan dan pemanasan yang dialami.

Preparasi sampel batubara adalah mempersiapkan cuplikan sampel yang

mewakili seluruh sampel asal untukl keperluan analisis. Sampel batubara yang

akan dipreparasi ini berasal dari gross sampel yang telah disampling dengan

jumlah tertentu sesuai untuk keperluan analisis.

Preparasi sampel mencakup beberapa pengerjaan yang terdiri dari

pengeringan, pengecilan ukuran butir, pengadukan sampel dan pembagian

sampel. Pengeringan sampel dilakukan untuk mendapatkan kondisi tertentu

sehingga dapat dilakukan penggerusan dan pembagian sampel tanpa kehilangan

berat dan terkotori. Pengecilan ukuran butir dilakukan dengan cara pemecahan

dan penggerusan bongkahan batubara sampai ukuran tertentu yang menjamin

tidak akan merubah kualitas batubara tersebut. Pengadukan sampel dilakukan

dengan cara mengaduk sampel untuk mendapatkan sampel yang homogen.

Pembagian sampel dilakukan dengan cara mengurangi berat sampel

dengan menggunakan alat pembagi sampel tanpa merubah ukuran butir sehingga

diperoleh sampel yang mewakili seluruh sampel awal. Kualitas batubara adalah

sifat fisika dan kimia dari batubara yang mempengaruhi potensi kegunaannya.

Kualitas batubara ditentukan oleh maseral dan mineral matter penyusunnya,

serta oleh derajat coalification (rank).Umumnya, untuk menentukan kualitas

batubara dilakukan analisa kimia pada batubara yang diantaranya berupa analisis

proksimat dan analisis ultimat. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan

jumlah air (moisture), zat terbang (volatile matter), karbon padat (fixed carbon),

dan kadar abu (ash), sedangkan analisis ultimat dilakukan untuk menentukan

kandungan unsur kimia pada batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen,

nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang.

Kualitas batubara ini diperlukan untuk menentukan apakah batubara

tersebut menguntungkan untuk ditambang selain dilihat dari besarnya cadangan

batubara di daerah penelitian. Batubara merupakan hasil dari akumulasi tumbuh-

tumbuhan pada kondisi lingkungan pengendapan tertentu. Akumulasi tersebut

telah dikenai pengaruh-pengaruh synsedimentary dan post-sedimentary. Akibat

pengaruh-pengaruh tersebut dihasilkanlah batubara dengan tingkat (rank) dan

kerumitan struktur yang bervariasi.Lingkungan pengendapan batubara dapat

mengontrol penyebaran lateral, ketebalan, komposisi, dan kualitas batubara.

Untuk pembentukan suatu endapan yag berarti diperlukan suatu susunan

pengendapan dimana terjadi produktifitas organik tinggi dan penimbunan secara

perlahan-lahan namun terus menerus terjadi dalam kondisi reduksi tinggi dimana

terdapat sirukulasi air yang cepat sehingga oksigen tidak ada dan zat organik

dapat terawetkan.

KETERGERUSAN (Grindability)

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.

Pertama-tama, sampel digerus dan diayak hingga ukuran tertentu, yaitu antara

1190~ 590µm. Setelah itu, 50g sampel dimasukkan ke dalam alat uji

ketergerusan Hardgrove bersama dengan 8 buah bola. Setelah diputar sebanyak

60 kali, lalu diayak dengan ayakan 75µm (200 mesh). Undersize product (hasil

lolos ayakan) yang diperoleh lalu ditimbang, dan disubstitusikan ke persamaan

berikut: HGI = 13 + 6,93W dimana W adalah berat undersize product (dalam

gram) pada ayakan 75µm.

Hubungan antara ketergerusan dengan tingkat pembatubaraan: Nilai

maksimum HGI untuk batubara Jepang, diperoleh pada batubara dengan

kandungan karbon 86% (daf basis). Untuk batubara bituminus luar negeri (impor

dari luar Jepang), nilai maksimumnya didapat pada kandungan karbon sekitar

90%. Secara umum, diketahui bahwa caking coal merupakan batubara yang

paling mudah digerus, sedangkan brown coal atau lignite merupakan batubara

yang paling susah digerus. Tentu saja hal ini tergantung pula kepada struktur

batubara maupun banyak-sedikit kandungan abunya. HGI umumnya dinyatakan

dalam rentang bilangan antara 30~120. Untuk batubara yang dipakai pada

pembangkit listrik (steam coal), batubara digerus terlebih dahulu menjadi

partikel halus sebelum dimasukkan ke dalam boiler. 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 batubara

yang mereka beli. Batubara yang saat ini dipakai di Jepang, kebanyakan

memiliki nilai HGI skitar 50.

Ketergerusan batubara merupakan sifat fisik yang mencakup sifat-sifat

lain seperti kekuatan, kekerasan dan kuat pecah. Nilai ketergerusan Hardgrove

adalah angka yang menunjukan kemudahan batubara untuk digerus. Makin

tinggi nilai ketergerusan batubara, makin mudah batubara itu digerus. Batubara

yang paling mudah digerus adalah bituminus low volatile dan medium volatile

bila dibandingkan dengan batubara bituminus jenis high volatile,subbitiminus

dan antrasit.

Sifat fisik batubara perlu diketahui untuk pegelolaan dan pengolahan.

Pengelolaan adalah perlakuan batubara dari diambil dari alam sampai jadi

bahan/ barang yang siap jadi. Pengelolahan adalah prosesyang berada dalam

pengelolaan, bagaimana mengolah batubara tersebut sampai jadi produk akhir.

Batubara yang mengandung sedikit volatile ( abu terbang ) adalah batubara yang

mudah digerus. Sifat fisik batubara berpengaruh teerhadap pemanfaatan

batubara itu sendiri,semakin teridentifikasi sifat fisik batubara tersebut semakin

mudah pengelolahan.

IV. LANGKAH KERJA

a. Preparasi Sampel Untuk Pengujian Hardgrove Grindability Index ( HGI )

Menimbang 1000 gr sampel batubara dan menyaring menggunakan

ayakan 20 mesh yang ditaruh diatas ayakan 60 mesh dengan

menggunakan sieving machine selama 2 menit

Mengeluarkan sampel yang tertahan pada ayakan 60 mesh

mengaduk sampai homogen dan melakukan pembagian sampel

secara riffle dengan memisahkan sebanyak 120 gr dan menyaring

kembali ayakan 60 mesh untuk membersihkan debu dengan

menggunakan sieving machine selama 5 menit

b. Penentuan Nilai Ketergerusan Hardgrove

Menimbang 50 gr sampel batubara -20 +60 mesh dan sampel digerus

dalam alat Hardgrove Grindability Unit sampai 60 putaran. Hasil

penggerusan diayak dengan saringan 200 mesh menggunakan alat

rotap selama 10 menit

Melakukan perhitungan -200 mesh dengan mengkonversikan dalam

kurva kalibrasi dari sampel standard

V. DATA PENGAMATAN

Berat sampel sebelum dilakukan penggerusan HGI

1. Sampel 1 batubara 20 mesh : 50,36 gram


Berat sampel setelah dilakukan penggerusan HGI



Berat wadah 200 mesh

1. Sampel 1 : 342,66 gram

2. Sampel 2 : 342,69 gram

VI. PERHITUNGAN

Sampel 1

Y = berat batubara 200 mesh = 4,37 gram

Y = 0,1497x – 1,6662

X = y+1,6662

0,1497

X = 4,37+1,6662

0,1497

X = 40,32

Sampel 2

Y = berat batubara 200 mesh = 3,06 gram

Y = 0,1497x – 1,6662

X = y+1,6662

0,1497

X = 3,06+1,6662

0,1497

X = 31,57

HGI rata-rata = 40,32+31,57

2 = 35,345

VII. ANALISA DATA

Pada percobaan yang telah dilakukan pada batubara ini adalah menguji

sifat fisik batubara dengan melalui penentuan HGI ( Kadar Ketergerusan

Hardgrove). HGI atau dengan kata lain Hardgrove Grindability Index mengukur

index kekerasan batubara dengan ring dan ball mill khusus. Dari HGI ini

didapatkan juga ketergerusan dimana ini merupakan sifat mudah-sulitnya

batubara untuk diremuk atau digerus. Nilai HGI dari suatu batubara ini

ditentukan juga oleh organic batubara seperti jenis mineral dan lain sebagainya.

Pada percobaan ini menggunkan batubara berukuran 20 mesh. Dimana

dilakukan proses preparasi sampel terlebih dahulu baru selanjutnya ke proses

HGI. Batubara ini harus diayak terlebih dahulu menggunakan sieving machine,

hal ini bertujuan untuk menghilangkan debu-debu yang terkandung dalam

batubara yang akan digunakan. Kadar debu ini juga akan mempengaruhi tingkat

ketergerusan batubara. Lalu batubara ini dimasukkan kedalam riffle guna untuk

menghomogenkan batubara yang sudah diayak, hingga terapat 2 bagian dengan

massa yang akan diambil masing-masing ± 50 gram.

Batubara setelah dilakukan proses preparasi sampel tersebut dimasukkan

kedalam alat HGI, dimana terdapat ring dan ball khusus. Batubara dimasukkan

kedalam wadah bersamaan dengan ball mill tersebut dan dilakukan penggerusan

yang dilakukan sebanyak 60kali penggerusan. Saat alat ini dinyalakan, prinsip

kerja alat ini akan berkerja. Dimana alat ini memiliki prinsip; terdapat

semangkuk penggilingan 9wadah0, stasioner besi cor, dengan 8 bola baja

dipoles, didorong oleh grinding cincin yang berputar secara otomatis, yang

digerakkan oleh motor listrik. Kondisi alat HGI ini terdapat kekurangan, karena

kehilangan 1 bola baja, dimana hal ini akan mempengaruhi tingkat ketergerusan

pada batubara dan tumbukan yang terjadi pada bola baja ini tidak bagus. Dimana

hasil dai proses HGI batubara akan terjadi perubahan luas permukaan akibat

putaran tumbukan dari bola baja tersebut.

Index Grindability merupakan ekspresi empiris yang relative. Dalam

penggerusan ini dipengaruhi ileh factor-faktor seperti surface moisture, jenis

peralatan, feed rate, feed size, tingkat kehalusan yang diinginkan dan variable

lainnya.

Dari percobaan yang dilakukan ini didapatkan HGI sebesar 35,345. Hasil

yang didapatkan ini berarti batubara yang diuji masuk golong keras. Hasil ini

dibandingkan dengan literature/referesi yang ada bahwa ini termasuk kedalam

golongan batubara jenis antrasit/clinker karena memiliki range 30-50 untuk nilai

HGInya. Jadi, menurut saya hasil dari praktikum ini adalah antrasit.

Nilai HGI ini menunjukkan nilai kekerasan batubara. Nilai HGI

berbanding terbalik dengan kekerasan batubaran. Semakin tinggi nilai HGI,

maka batuabara semakin lunak. Dan sebaliknya jika nilai HGI batubara tersebut

semakin rendah maka batubara tersebut semakin keras. Batubara pada praktikum

ini masih tergolong keras karena nilai HGI terendah adalah 25 dan tertinggi

adalah 105.

Untuk nilai HGI yang tinggi disebabkan karena sampel batubara masih

banyak mengandung air dan diperkirakan masih bercampur dengan batuan dan

pasir yang terdapat disungai. Kadar abu pada batubara juga mempengaruhi nilai

HGI karena semakin tinggi kadar abu pada batubara maka semakin besar nilai

HGInya. Jenis batubara yang terbentuk dengan tempat yang berbeda juga

mempengaruhi kadar abu batubara.

Jadi nilai HGI mempengaruhi kualitas batubara secara fisik. Semakin

tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak serta warnanya

akan hitam mengkilat. Jadi nilai HGI batubara yang diperoleh sebesar 35,345 ini

adalah batubara jenis antrasit dan bersifat keras.

VIII. KESIMPULAN

Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa :

1. Ketergerusan merupakan sifat mudah sulitnya batubara untuk diremuk atau

digerus

2. HGI merupakan index kekerasan batubara dengan ring dan ball mill khusus

3. Semakin tinggi kadar abu yang dimiliki batubara, maka semakin mudah

tergerus batubara tersebut

4. Makin tinggi nilai HGInya maka termasuk sot coal, dan semakin tinggi maka

peringkat batubara tersebut semakin rendah

5. Dari percobaan ini dapat diketahui nilai HGI pada batubara yang diuji ini

adalah sebesar 35,345

6. Dari nilai HGI yang setelah dibandingkan dengan literature yang ada bahwa

nilai HGI ini termasuk kedalam batubara jenis antrasit

7. Semakin tinggi mutu batubara umumnya akan semakin keras dan kompak,

serta warnanya akan semakin mengkilat.

hgi

Documents