laporan final penelitian 2016 - 2017

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.


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.


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)


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)


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)


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)


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)


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)


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)


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)


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)


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)


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


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


4.2.1.3 Pengaruh Penyemprotan Polimer Terhadap Kadar Abu


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


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


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


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


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


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


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.

laporan final penelitian 2016 - 2017

Documents