PREPARASI SAMPEL

I. TUJUAN PERCOBAAN

Setelah melakukan percobaan, mahasiswa mampu :

1. Menjelaskan pengertian dan peranan preparasi sampel sebelum analisis

batubara

2. Melakukan preparasi sampel menggunakan alat dengan baik dan benar

II. ALAT DAN BAHAN

2.1 Alat yang Digunakan :

1. Alat Grinding

2. Oven

3. Cawan Porselen

4. Penjepit Porselen

5. Neraca Analitik

6. Desikator

2.2 Bahan yang Digunakan :

Batubara Berbagai Peringkat (Antrasit, Bituminus, Sub bituminus, Lignit)

III. DASAR TEORI

Preparasi Sampel

Preparasi sampel adalah pengurangan massa dan ukuran dari gross

sampel sampai pada massa dan ukuran yang cocok untuk analisa di

Laboratorium.

Tahap-tahap preparasi sampel adalah sebagai berikut :

1. Pengeringan Udara/Air Drying

Pengeringan udara pada gross sampel dilakukan jika sampel tersebut

terlalu basah untuk diproses tanpa menghilangnya moisture atau yang

menyebabkan timbulnya kesulitan pada crusher atau mill. Pengeringan udara

dilakukan pada suhu ambient sampai suhu maksimum yang dapat diterima

yaitu 400 ºC. Waktu yang diperlukan untuk pengeringan ini bervariasi

tergantung dari typical batubara yang akan dipreparasi, hanya prinsipnya

batubara dijaga agar tidak mengalami oksidasi saat pengeringan.

2. Pengecilan ukuran butir

Pengecilan ukuran butir adalah proses pengurangan ukuran atas sampel

tanpa menyebabkan perubahan apapun pada massa sampel. Contoh alat

mekanis untuk melakukan pengecilan ukuran butir adalah :

- Jaw Crusher

- Rolls Crusher

- Swing Hammer Mills

Jaw Crusher atau Roll Crusher biasa digunakan untuk mengurangi ukuran

butir dari 50 mm sampai 11,2 mm; 4,75 mm atau 2,36 mm. Roll Crusher

lebih direkomendasikan untuk jumlah/massa sampel yang besar. Swing

Hammer Mill digunakan untuk menggerus sampel sampai ukuran 0,2 mm

yang akan digunakan untuk sampel yang akan dianalisa di Laboratorium.

3. Mixing atau Pencampuran

Mixing / pencampuran adalah proses pengadukan sampel agar

diperoleh sampel yang homogen. Pencampuran dapat dilakukan dengan dua

cara yaitu :

a. Metode manual ; menggunakan riffle atau dengan membentuk dan

membentuk kembali timbunan berbentuk kerucut

b. Metode Mekanis : menggunakan Alat Rotary Sampel Divider (RSD)

4. Pembagian atau Dividing

Proses untuk mendapatkan sampel yang representatif dari gross sampel

tanpa memperkecil ukuran butir. Sebagai aturan umum, pengurangan sampel

ini harus dilakukan dengan melakukan pembagian sampel.

Pembagian dilakukan dengan metode manual (riffling atau metode

increment manual) dan metode mekanis (Rotary Sampel Divider)

SAMPLING

Sampling secara umum dapat didefinisikan sebagai; “ Suatu proses

pengambilan sebagian kecil contoh dari suatu material sehingga karakteristik

contoh material tersebut mewakili keseluruhan material”.

Didalam industri pertambangan batubara, sampling merupakan hal

yang sangat penting, karena merupakan proses yang sangat vital dalam

menentukan karakteristik batubara tersebut. Dalam tahap explorasi,

karakteristik batubara merupakan salah satu penentu dalam study kelayakan

apakah batubara tersebut cukup ekonomis untuk ditambang atau tidak. Begitu

pun dalam tahap produksi dan pengapalan atau penjualan batubara tersebut

karakteristik dijadikan acuan dalam menentukan harga batubara.

Secara garis besar sampling dibagai menjadi 4 golongan dilihat

dari tempat pengambilan dimana batubara berada dan tujuannya yaitu;

Explorasi sampling, Pit sampling, Production sampling, dan loading

sampling (barging dan transhipment) Explorasi sampling dilakukan pada

tahap awal pendeteksian kualitas batubara baik dengan cara channel

sampling pada outcrop atau lebih detail lagi dengan cara pemboran atau

drilling. Tujuan dari sampling di tahap ini adalah untuk menentukan

karakteristik batubara secara global yang merupakan pendeteksian awal

batubara yang akan di exploitasi.

Pit sampling dilakukan setelah explorasi bahkan bisa hampir

bersamaan dengan progress tambang didalam satu pit atau block

penambangan dengan tujuan lebih mendetailkan data yang sudah ada pada

tahap explorasi. Pit sampling ini dilakukan oleh pit control untuk mengetahui

kualitas batubara yang segera akan ditambang, jadi lebih ditujukan untuk

mengkontrol kualitas batubara yang akan ditambang dalam jangka waktu

short term. Pit sampling ini juga dapat dilakukan dengan pemboran juga

dengan channel pada face penambangan kalau diperlukan untuk mengecek

kualitas batubara yang dalam progress ditambang.

Production sampling; dilakukan setelah batubara di proses di

prosesing plant dimana proses ini dapat merupakan penggilingan (crushing)

pencucian (washing), penyetokan dan lain-lain. Tujuannya adalah

mengetahui secara pasti kualitas batubara yang akan di jual atau dikirim ke

pembeli supaya kualitasnya sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan dan

telah disepakati oleh kedua belah pihak. Dengan diketahuinya kualitas

batubara di stockpile atau di penyimpanan sementara kita dapat menentukan

batubara yang mana yang cocok untuk dikirim ke Buyer tertentu dengan

spesifikasi batubara tertentu pula. Baik dengan cara mencampur (blending)

batubara-batubara yang ada di stockpile atau pun dengan single source

dengan memilih kualitas yang sesuai.

Loading Sampling; Dilakukan pada saat batubara dimuat dan

dikirim ke pembeli baik menggunakan barge maupun menggunakan kapal.

Biasanya dilakukan oleh independent company karena kualitas yang

ditentukan harus diakui dan dipercaya oleh penjual (Shipper) dan pembeli

(Buyer). Tujuannya adalah menentukan secara pasti kualitas batubara yang

dijual yang nantinya akan menentukan harga batubara itu sendiri karena ada

beberapa parameter yang sifatnya fleksibel sehingga harganya pun fleksibel

tergantung kualitas actual pada saat batubara dikapalkan.

Sampling, preparasi dan analisa sampel batubara dengan

berbagai tujuan seperti telah dijelaskan di atas,dilakukan dengan

menggunakan standard – standard yang telah ada. Dimana pemilihannya

tergantung keperluannya, biasanya tergantung permintaan pembeli atau calon

pembeli batubara. Standard yang sering digunakan untuk keperluan tersebut

diantaranya ; ASTM (American Society for Testing and Materials), AS

(Australian Standard), Internasional Standard, British Standard, dan banyak

lagi yang lainnya yang berlaku baik di kawasan regional maupun

internasional.

Berdasarkan metoda pelaksanaannya sampling dapat dibagi menjadi dua golongan

yaitu;

1. Manual sampling

2. Mechanikal sampling

Sedangkan berdasarkan teknis pengambilannya Sampling dapat dibagi menjadi

beberapa golongan sebagai berikut;

Core Sampling

- Exploration sampling

- Deep drilling

- Shalow drilling

- Pit sampel

- Pit drilling

Channel sampling

- Explorasi sampling

- Outcrop sampling

- Pit sampling

- Seam face sampling

Bulk sampling

- Stasionary sampling

- Stockpile sampling

- Wagon sampling

- Coal truck sampling, Dll.

Moving sampling

- Cross belt sampling

- Stop belt sampling

- Falling stream sampling

- Moving bucket sampling, DLL.

Sampling batubara merupakan sampling yang tersulit dari semua

sampling solid material. Hal ini dikarenakan batubara merupakan heterogen

solid material. Selain itu parameter yang ditentukan dari batubara memeliki

sifat-sifat penyebaran yang bervariasi. Oleh karena itu dalam melakukan

sampling batubara harus betul-betul mengikuti kaidah-kaidah atau standard

yang digunakan.

Ada 3 faktor yang menentukan bahwa suatu sampel dapat dikatakan representative

atau tidak, yaitu :

1. Teknik pengambilan sampel dan alat yang digunakan

2. Massa /jumlah sampel yang diambil

3. Periode atau interval pengambilan.

Untuk memperoleh sampel yang representative, maka ketiga faktor diatas harus

dilakukan dengan baik menurut standard yang digunakan.

Teknik Pengambilan dan Alat yang digunakan

a. Teknik pengambilan sampel

Teknik pengambilan sampel harus ditentukan dan disesuaikan dengan

kondisi material yang akan diambil dan alat yang digunakan. Teknik

pengambilan sampel yang salah, akan menyebabkan hasil dari sampel tersebut

bias. Teknik sampling harus betul betul diperhatikan terutama pada sampling

secara manual.

Sebagai contoh, dalam pengambilan sampel dari falling stream, shovel

atau ladle yang digunakan harus masuk ke seluruh stream batubara. Apabila

hanya sebagian stream yang diambil maka sampel yang diperoleh akan bias.

Selain itu yang perlu diperhatikan adalah muatan sampel dalam ladle. Ladle

harus terisi sampel secukupnya dan tidak boleh berlebihan (overfill).

Pengambilan sampel yang overfill juga akan menyebabkan bias, karena

partikel yang besar-besar akan jatuh, dan sebagian besar sampel yang terambil

adalah fine coal.

Jadi teknik pengambilan sampel harus disesuaikan dengan situasi,

kondisi, batubara yang akan diambil sampelnya. Seorang sampelr yang

profesional harus menguasai teknik sampling yang disesuaikan dengan situasi

dan kondisi batubara yang akan diambil sampelnya.

b. Alat yang digunakan

Selain teknik pengambilan sampel, yang tak kalah pentingnya yang

harus diperhatikan adalah alat yang digunakan untuk mengambil sampel

tersebut. Alat yang digunakan untuk melakukan sampling memiliki ukuran

dan bentuk yang ditentukan oleh standard. Penggunaan alat yang tidak sesuai

dengan standard, akan mengakibatkan bias pada sampel yang diperoleh dan

akan menyebabkan kesalahan pada hasil analisanya.

Ada 5 jenis alat untuk pengambilan sampel secara manual yang biasanya

digunakan yaitu :

1. Laddle : Digunakan untuk pengambilan sampel dari

falling stream

2. Manual Cutter : Digunakan untuk pengambilan sampel dari

falling stream

3.Scoop : Digunakan untuk pengambilan sampel seperti

dari bucket WA dsb.

4.Shovel : Digunakan untuk pengambilan sampel di

stockpile, DT dan lain-lain.

5.Sampling Frame : Digunakan untuk pengambilan sampel diatas

belt conveyor

IV. PROSEDUR KERJA

a. Prosedur percobaan dilaksanakan sbb :

1. Menimbang sampel batubara yang diterima secepatnya dalam pan pengering

2. Mengeringkan pada suhu kamar / dalam oven pengering pada suhu 15 – 200

C di atas suhu kamar (max. 400C)

3. Menimbang sampel setiap 1 jam sekali sampai beratnya tetap, perbedaan 0,1

% setiap jam nya (% kehilangan berat = L)

4. Menggerus sampel smapai lolos ayakan no. 8 pada tabel 11, kemudian

campur sampai merata (homogen)

5. Mengeringkan sampel pada suhu kamar, kemudian menimbang sampai

beratnya tetap, perbedaan 0,1 % setiap jam nya (% kehilangan berat = Li)

6. Melakukan pembagian sampel dengan cara conning dan quartering atau

dengan menggunakan splitter atau mechanical divider sesuai tabel 10, dengan

menambahkan 500 gr sampel batubara apabila diperlukan untuk kadar lengas

sisa.

7. Memisahkan sampel untuk penetapan kadar lengas sisa sebanyak 50 gr.

b. Penentuan kadar lengas sisa sampel ukuran –60 mesh

Penetapan kadar lengas sisa dari sampel ukuran -60mesh, dikerjakan sesuai dengan

penetapan kadar lengas sisa di atas, yaitu dengan menimbang 1 gr sampel

batubara tersebut kemudian dipanaskan dalam oven pengering pada suhu

1100C selama 1 jam.

Tabel hubungan antara ukuran sampel dan berat minimal setelah pembagian

95 % lolos ayakan Pembagian Sampel Sampai Berat Minimal

Tyler ASTM Std. Amerika Batubara Bersih

(Clean Coal)

Batubara Kotor

(Raw Coal)

4 mesh No. 4 4,75 mm 2000 4000

8 mesh No. 8 2,36 mm 500 1000

20 mesh No.20 8,50 Mm 250 500

60 mesh No. 60 250 Mm 50 50

V. DATA PENGAMATAN

Berat Awal Jaw Crusher Disc Pulverized Shieve Shaker

(gram) Input Flow Output InputFlow

Output Input

Flow Size 1 Size 2 Size 3

Over Size

gram

waktu gr/s gram

gram

waktu gr/s gram

gram

waktu gr/s

60 mesh

170 mesh

200 mesh gram

3230970 1'18" 12,44 960 960 2'27" 6,53 850 850 2'55" 4,56 180 50 80 540

- - - - 1100 3'10" 5,79 950 950 2'17" 6,93 110 50 70 720- - - - 1160 2'30" 7,8 1160 1160 3'11" 6,07 120 80 40 920

1000 - - - - 1000 4'10'' 4 980 980 3,47'' 4,31 145 90 80 590600 - - - - 600 1'56'' 5,17 590 590 1'57'' 5,04 80 80 80 350250 - - - - 250 1'05'' 3,84 240 240 1'03'' 3,8 90 70 70 10710 - - - - 710 2' 5,91 690 690 2'11'' 5,26 50 80 90 10470 - - - - 470 1'38'' 4,79 460 460 1'36'' 4,79 50 80 70 10650 - - - - 650 2.10'' 5 630 630 2'01'' 5,2 60 90 90 10390 - - - - 390 1'15'' 5,2 380 380 1'13'' 5,2 50 80 80 20160 - - - - 160 1' 2,66 150 150 1' 2,5 30 55 55 10350 - - - - 350 1'08'' 5,14 330 330 1'02'' 5,32 40 75 65 10140 - - - - 140 1' 2,33 130 130 1' 2,16 40 40 40 10250 - - - - 250 1'05'' 3,84 240 240 1'03'' 3,8 40 70 70 50

50 50 50'' 1 5 15 25 5total= 8200 960 8190 7830 7830 1085 1050 1050 3265

VI. ANALISA DATA

Pada percobaan ini dilakukan preparasi sampel pada batubara.

Batubara yang belum terukur besarnya akan diubah menjadi batubara yang

besarnya terukur. Proses preparasi sampel ini sangat penting karena dalam

praktikum proximate dan ultimate batubara, ukuran akan menentukan hasil

percobaan. Selain itu, pengambilan sampel yang tidak di preparasi, tidak

mewakili keseluruhan sampel batubara.

Proses awal dalam praktikum ini adalah menghancurkan batubara

besar menjadi lebih kecil. Menghancurkan batubara ini sangat tidak efisien

bila menggunakan alat manual yang ditenagai manusia. Jaw crusher

merupakan alat penghancur batubara besar dan sangat membantu dalam

menghancurkan batubara besar.

Batubara yang hancur akan dimasukkan kedalam pulverizer agar

menjadi butiran-butiran kecil namun belum terukur ukurannya. Pulverizer

hanya menggiling batubara dan menjadikannya halus. Proses sieving akan

menyaring batubara sesuai dengan ukuran mesh yang terdapat pada

penyaring. Proses sieving ini tidak efektif bila sampel batubara terlalu

banyak.

Setelah proses sieving, hasil proses tersebut diambil hanya ukuran 60,

170, dan 200 mesh dengan target pengambilan masing-masing ukuran 1050

gram. Selama proses preparasi terdapat kehilangan berat yang disebabkan

akumulasi alat atau sebagian serbuk batubara masih tertinggal didalam alat

atau terbang keudara. Total massa yang hilang adalah 1745 gram.

VII. KESIMPULAN

Berdasarkan percobaan, didapatkan kesimpulan bahwa ::

1. Proses preparasi sampel ini sangat penting karena dalam praktikum proximate

dan ultimate batubara, ukuran akan menentukan hasil percobaan.

2. Pengambilan sampel yang tidak di preparasi, tidak mewakili keseluruhan

sampel batubara.

3. Massa batubara yang hilang adalah 1745 gram.

DAFTAR PUSTAKA

Jobsheet. 2015. “Teknologi Pemanfaatan Batubara”. Polsri : Palembang.