preparasi batubara itb.pdf

Download preparasi batubara ITB.pdf

If you can't read please download the document

Post on 11-Jan-2016

152 views

Category:

Documents

141 download

Embed Size (px)

TRANSCRIPT

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 31 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    BAB V BATUBARA

    5.1. Pembahasan Umum Batubara adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari sisa

    tumbuhan purba, berwarna coklat-hitam, yang sejak pengendapannya mengalami proses kimia dan fisika, yang mengakibatkan pengayaan pada kandungan karbonnya. Batubara merupakan salah satu jenis batuan sedimen yang memiliki material penyusun khas dan berbeda dari batuan sedimen lainnya, baik secara kimia maupun petrografi. Unsur-unsur utama batubara adalah karbon, oksigen dan hidrogen. Endapan batubara dapat diartikan sebagai endapan yang mengandung hasil akumulasi material organik yang berasal dari sisa-sisa tumbuhan yang telah melalui proses litifikasi untuk membentuk lapisan batubara. Material tersebut telah mengalami kompaksi, ubahan kimia dan proses metamorfis oleh peningkatan panas dan tekanan selama periode geologi.

    5.1.1. Proses Pembentukan Batubara Dalam proses pembentukan batubara, terdapat 2 proses utama yang

    berperan, yaitu proses penggambutan (peatification) dan pembatubaraan (coalification).

    5.1.1.1. Penggambutan (Peatification) Gambut adalah sedimen organik yang dapat terbakar, berasal dari

    tumpukan hancuran atau bagian dari tumbuhan yang terhumifikasi dan dalam kondisi tertutup udara (dibawah air), tidak padat, memiliki kandungan air lebih dari 75% (berat) dan kandungan mineral lebih kecil dari 50% dalam kondisi kering (Anggayana, 2000).

    Proses penggambutan ini merupakan tahap paling awal dari proses pembentukan batubara, meliputi proses mikrobial dan perubahan kimia (biochemical). Faktor yang sangat penting dalam proses ini adalah keberadaan air

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 32 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    dan mikro-organisme (bakteri). Tumbuhan tersusun dari berbagai unsur, yaitu C, H, O dan N. Setelah tumbuhan mati, terjadi proses degradasi biokimia. Tumbuhan akan mengalami pembusukan, yang kemudian diuraikan oleh mikro-organisme, memotong ikatan kimia sehingga menjadi humus. Dalam keadaan melimpahnya oksigen dan jumlah bakteri yang banyak, terjadi proses biokimia dimana semua unsur tumbuhan akan terubah yang berakibat lepasnya H, O, dan N dalam bentuk air dan NH3, sebagian unsur C dalam bentuk gas CO2, CO dan metan (CH5). Akan tetapi jika tumbuhan tertutup air atau terendam dengan cepat maka akan terhindar dari proses pembusukan, perubahan unsur pada tumbuhan tidak sempurna seluruhnya, sisa tumbuhan akan bertumpuk dan bereaksi menghasilkan gambut.

    Pada tahap selanjutnya, proses penggambutan akan diikuti oleh proses pembatubaraan, meliputi proses geologi dan perubahan kimia (geochemical). Pada tahap ini bakteri tidak ikut berperan.

    5.1.1.2 Pembatubaraan (coalification) Proses ini adalah perkembangan gambut menjadi lignit, brown coal, sub-

    bituminus, bituminus dan antrasit yang dikontrol terutama oleh temperatur, tekanan dan waktu. Selama proses perubahan gambut menjadi lignit, terjadi proses kenaikan temperatur dan penurunan porositas. Hal ini ditunjukkan oleh penurunan kandungan airnya (moisture content) yang cepat. Kenaikan temperatur dan penurunan prositas ini diakibatkan oleh kompaksi yang dihubungkan dengan peningkatan tekanan overburden (pembebanan sedimen-sedimen diatasnya) dalam kurun waktu tertentu. Seiring peningkatan temperatur dan tekanan dalam waktu geologi, yang diantaranya disebabkan oleh adanya gradien geothermal dan tekanan overburden, brown coal akan terubah menjadi batubara sub-bituminus dan bituminus. Selama proses pembatubaraan ini, persentase karbon (C) meningkat karena unsur H, O dan N didalamnya akan terlepas sebagai gas O2,H2 dan N2. Proses akhir pembatubaraan adalah terbentuknya batubara antrasit yang dicirikan oleh penurunan unsur H secara cepat. Faktor peningkatan temperatur memegang peranan yang sangat penting pada tahapan ini.

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 33 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    5.1.2. Lingkungan Pengendapan Batubara Batubara terbentuk dari sisa material tumbuhan dalam suatu lingkungan

    tertentu dimana tumbuhan tersebut dapat terendam oleh air, sehingga dapat disimpulkan lingkungan yang memungkinkan terbentuknya endapan batubara yang digenangi oleh air dalam kurun waktu tertentu, yaitu rawa. Secara geografis rawa dibagi menjadi 2 bagian, yaitu sebagai berikut : 1. Rawa Paralis (tepi laut), seperti rawa pinggir pantai, delta dan laguna. 2. Rawa Limnik (tepi danau), seperti rawa meadow dan tepi danau.

    Delta merupakan lingkungan pengendapan batubara yang sering ditemukan. Berdasarkan morfologinya, lingkungan delta dibagi menjdi 3 bagian, yaitu delta plain, delta front dan pro-delta. Delta plain sendiri terdiri dari upper delta plain dan lower delta plain.

    Horne, dkk (1978) membagi lingkungan pengendapan batubara di daerah delta menjadi 4 bagian, yaitu sebagai berikut : 1. Lingkungan back barrier dengan ciri lapisannya tipis, penyebaran lateral tidak

    menerus dan kandungan sulfur tinggi. 2. Lingkungan lower delta plain dengan ciri lapisan tipis, penyebaran luas dan

    distribusi kandungan sulfur tidak teratur. 3. Lingkungan upper delta plain-fluvial dengan ciri lapisan agak tebal, setempat

    dan biasanya penyebaran lateral tidak merata serta kandungan sulfur rendah. 4. Lingkungan zona transisi antara upper dan lower delta plain, dengan ciri

    lapisan yang tebal dan penyebarannya lateral luas dan rendah sulfur.

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 34 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    5.1.3. Analisis Kualitas Batubara Penentuan kualitas batubara dilakukan dengan memperhatikan sejumlah

    parameter kualitas yang dihasilkan dari analisis kimia dan pengujian laboratoriun. Analisis kimia batubara terdiri dari 2 jenis, yaitu sebagai berikut :

    5.1.3.1. Analisis Ultimat Analisis ultimat adalah cara sederhana utnuk menunjukkan unsur

    pembentuk batubara dengan mengabaikan senyawa kompleks yang ada dan hanya dengan menentukan unsur kimia pembentuk yang penting. Ada 5 unsur utama pembentuk batubara, yaitu karbon, hidrogen, sulfur, nitrogen, oksigen dan fosfor. Kandungan sulfur yang sangat umum dijumpai dalam endapan batubara, yaitu : 1. Pirit terjadi dalam bentuk makrodeposit (lensa, vein, joint). 2. Sulfur Organik, jumlahnya 20-80% dari sulfur total. Secara kimia terikat

    dalam bentuk batubara.

    Gambar 5.1. Lingkungan Pengendapan Batubara (Horne dkk, 1978)

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 35 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    3. Sulfur Sulfat, umumnya berupa kalsium sulfat dan besi sulfat dengan jumlah yang kecil.

    5.1.3.2.Analisis Proksimat Analisis Proksimat digunakan untuk menentukan kelas atau rank batubara.

    Analisis ini terdiri dari 4 parameter utama, yaitu sebagai berikut :

    Kadar Air atau Lengas (Moisture) merupakan kandungan air yang terdapat dalam batubara, dapat dibedakan menjadi kadar air bebas atau free (surface moisture), kadar air bawaan (inherent moisture) dan kadar air total (total moisture).

    Kadar Abu (ash) didefinisikan sebagai bahan inorganik yang tertinggal atau tidak terbakar sewaktu batubara dibakar pada temperatur 8150 C.

    Zat Terbang (volatile matter) adalah komponen dalam batubara yang dapat lepas atau menguap pada saat dipanaskan tanpa udara pada temperatur 9000 C, meliputi volatile mineral matter dan volatile organic matter.

    Karbon Tertambat (fixed carbon) yaitu jumlah karbon yang tertambat dalam batubara setelah kandungan air, abu dan zat terbang dihilangkan.

    5.1.4. Klasifikasi Batubara Penggolongan batubara yang secara umum digunakan adalah klasifikasi

    yang dikeluarkan oleh ASTM (American Standard For Testing Minerals). Parameter yang digunakan sebagai dasar klasifikasi ini adalah jumlah karbon yang tertambat dan zat terbang untuk batubara dengan rank tinggi, fixed carbon > 69%. Nilai kalori (calotific value) untuk batubara dengan rank rendah < 69%. Parameter tambahan berupa sifat coking (karakter penggumpalan).

    Dalam klasifikasi ASTM, batubara digolongkan berdasarkan nilai kalori yang dihitung pada kondisi (basis) dry mineral matter free (dmmf), sedangkan nilai kalori yang diperoleh dari data kualitas analisa laboratorium dalam kondisi air dried (adb), maka nilai kalori dalam kondisi adb tersebut harus dikonversi menjadi dmmf dengan menggunakan parr formulas sebagai berikut :

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 36 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    Fc (dmmf) = {(fc - 0.15 x S) 100} [100 - (M + 1,08 x A + 0,55 x S] Vm (dmmf) = 100 fc (dmmf) Cv (dmmf) = {(Btu - 50 x S) 100} [100 - (M + 1,08 x A + 0,55 x S]

    Ket :

    Fc = % karbon padat (adb) Vm = % zat terbang (adb) M = % moisture (adb) A = % abu (adb) S = % sulfur (adb) Btu = british termal unit; per pound = 1,8185 x CV(adb)

    Tabel 5.1 Klasifikasi Rank Batubara (ASTM, 1981 op cit. Wood, dkk. 1983)

  • Geologi dan Endapan Batubara di Daerah Kecamatan Semidang Adji 37 dan Pengadonan dan sekitarnya, Kabupaten Ogan Komering Ulu Sumatera Selatan.

    Gambar 5.2. Foto Singkapan Batubara Seam A (Lokasi UAL 016)

    5.2. Batubara Daerah Penelitian Berdasarkan hasil pemetaan geologi yang telah dilakukan pada daerah

    penelitian, endapan batubara hanya ditemukan pada Satuan Batulempung yang merupakan pembawa batubara dari anggota Formasi Muaraenim. Batubara yang terdapat di daer