Proses Pencucian batubara

Proses Pencucian Batubara

Pencucian ialah usaha yang dilkakukan untuk memperbaiki kualitas batubara, agar

batubara tersebut memenuhi syarat penggunaan tertentu. Termasuk didalamnya pembersihan

untuk mengurangi impurities anorganik.Karakteristik batubara dan impurities yang utama

ditinjau dari segi pencucian secara mekanis ialah komposisi ukuran yang disebut size consist,

perbedaan berat jenis dari material yang dipisahkan, kimia permukaan, friability relatif dari

batubara dan impuritiesnya serta kekuatan dan kekerasan.

Ada beberapa cara. Contoh sulfur, sulfur adalah zat kimia kekuningan yang ada

sedikit di batubara, pada beberapa batubara yang ditemukan di Ohio, Pennsylvania, West

Virginia dan eastern states lainnya, sulfur terdiri dari 3 sampai 10 % dari berat batu bara,

beberapa batu bara yang ditemukan di Wyoming, Montana dan negara-negara bagian sebelah

barat lainnya sulfur hanya sekitar 1/100ths (lebih kecil dari 1%) dari berat batubara. Penting

bahwa sebagian besar sulfur ini dibuang sbelum mencapai cerobong asap.

Satu cara untuk membersihkan batubara adalah dengan cara mudah memecah batubara

ke bongkahan yang lebih kecil dan mencucinya. Beberapa sulfur yang ada sebagai bintik

kecil di batu bara disebut sebagai "pyritic sulfur " karena ini dikombinasikan dengan besi

menjadi bentuk iron pyrite, selain itu dikenal sebagai "fool's gold” dapat dipisahkan dari

batubara. Secara khusus pada proses satu kali, bongkahan batubara dimasukkan ke dalam

tangki besar yang terisi air , batubara mengambang ke permukaan ketika kotoran sulfur

tenggelam. Fasilitas pencucian ini dinamakan "coal preparation plants" yang membersihkan

batubara dari pengotor-pengotornya.

Tidak semua sulfur bisa dibersihkan dengan cara ini, bagaimanapun sulfur pada

batubara adalah secara kimia benar-benar terikat dengan molekul karbonnya, tipe sulfur ini

disebut "organic sulfur," dan pencucian tak akan menghilangkannya. Beberapa proses telah

dicoba untuk mencampur batubara dengan bahan kimia yang membebaskan sulfur pergi dari

molekul batubara, tetapi kebanyakan proses ini sudah terbukti terlalu mahal, ilmuan masih

bekerja untuk mengurangi biaya dari prose pencucian kimia ini.

Kebanyakan pembangkit tenaga listrik modern dan semua fasilitas yang dibangun

setelah 1978 — telah diwajibkan untuk mempunyai alat khusus yang dipasang untuk

membuang sulfur dari gas hasil pembakaran batubara sebelum gas ini naik menuju cerobong

asap. Alat ini sebenarnya adalah "flue gas desulfurization units," tetapi banyak orang

menyebutnya "scrubbers" — karena mereka men-scrub (menggosok) sulfur keluar dari asap

yang dikeluarkan oleh tungku pembakar batubara.

Dalam pencucian batubara, yang harus dipertimbangkan ialah metode pencucian mana

yang akan diterapkan untuk mempersiapakan batubara sesuai keperluan pasar, dan apakah

pencucian masih diperlukan, karena pada prinsipnya batubara dapat dijual langsung setelah

ditambang. Kenyataannya penjualan langsung setelah ditambang tidak berarti produser

memperoleh keuntungan maksimum. Oleh karena itu dalam memutuskan ini perlu dimasukan

juga pertimbangan komersial.Untuk menentukan kesesuaian alat yang digunakan dalam

mencuci batubara syarat yang diperlukan adalah ukuran butir dari batubara yang akan dicuci,

spesifik gravity dan kapasitas produksi yang digunakan. Alat-alat tersebut antara lain dapat

dipilih Dense Medium Separation, Concentration Table, Jig dan Flotasi.

Dalam proses pencucian batubara untuk memisahkan dari mineral pengotor, dipakai

berbagai jenis peralatan konsentrasi berdasarkan sifat-sifat batubara dari mineral pengotor.

Perbedaan tersebut dapat berupa sifat fisik atau mekanik dari butiran tersebut, seperti halnya

berat jenis, ukuran, warna, gaya sentripetal, gaya sentrifugal ataupun desain peralatan itu

sendiri.

Pencucian batubata dilakukan karena batubara hasil penambangan bukanlah batubara

yang bersih, tetapi masih banyak mengandung material pengotor. Pengotor batubara dapat

berupa pengotor homogen yang terjadi di alam saat pembentukan batubara itu sendiri, yang

disebut denganInherent Impurities, maupun pengotor yang dihasilkan dari operasi

penambangan itu sendiri, yang disebut extraneous impurities.

Dengan demikian pencucian batubara bertujuan untuk memisahkan dari material

pengotornya dalam upaya meningkatkan kualitas batubara sehingga nilai panas berrtambah

dan kandungan air serta debu berkurang. Batubara yang terlalu banyak pengotor cenderung

akan menurunkan kualitas batubara itu sendiri sehingga tidak dapat diandalkan dalam upaya

penjualan ke konsumen. Pada umumnya persyaratan pasar menghendaki kandungan abu tidak

lebih dari 10 %, dan pada umumya menghendaki nilai panas yang berkisar antara 6000-6900

kcal/kg.

Batubara dari tambang terbuka dan tambang dalam harus dipisahkan terlebih dahulu

dari material pengotornya yang ditimbun terlebih dahulu di Coal Yard. Dengan bantuanWhell

Looader, raw coal dimuat ke hopper, umpan dari hopper ini dipisahkan melalui grizzly,

sehingga batubara yang memiliki ukuran diatas 75 mm akan dimuat ke Picking Beltyang

selanjutnya akan dipisahkan dari material pengotornya melalui hand picking secara manual,

sedangkan batubara yang berukuran -75 mm akan dijadikan umpan pencucian.Macam-Macam Alat Pencucian Batubara

1. Jig

Pencucian dengan alat ini didasarkan pada perbedaan spesific gravity. Proses yang

dilakukan Jig ini adalah adanya stratifikasidalam bed sewaktu adanya air hembusan. Kotoran

cenderung tenggelam dan batubara bersih akan timbul di atas.

Basic jig, Baum jig sesuai digunakan untuk pencucian batubara ukuran besar,

walaupun Baum Jig dapat melakukan pencucian pada batubara ukuran besar tetapi lebih

efektif melakukan pencucian pada ukuran 10 – 35 mm dengan spesifik gravity 1,5 –1,6.

Modifikasi Baum jig adalah Batac jig yang biasa digunakan untuk batubara ukuran halus.

Untuk batubara ukuran sedang, prinsipnya sama yaitu pulsing (tekanan) air hembusan

berasal dari samping atau dari bawah bed. Untuk menambah bed atau mineral keras yang

digunakan untuk meningkatkan stratifikasi dan menghindari percampuran kembali, mineral

yang digunakan biasanya adalah felspar yang berupa lump silica dengan ukuran 60 mm.

2. Dense Medium Separator (DMS)

Dense medium ini juga dioperasikan berdasarkan perbedaan spercific gravity.

Menggunakan medium pemisahan air, yaitu campuran magnetite dan air. Medium campuran

ini mempunyai spesific gravity antara batubara dan pengotornya. Slurry magnetite halus

dalam air dapat mencapai densitas relatif sekitar 1,8 ukuran batubara yang efektif untuk

dilakukan pencucian adalah 0,5 – 150 mm dengan Spesifik gravity 1,3 – 1,9 type dense-

medium separator yang digunakan dapat berupa bath cyclone dancylindrical centrifugal.

Untuk cylinder centrifugal separator digunakan untuk pencucian batubara ukuran besar dan

sedang.

Dense medium cyclone bekerja karena adanya kecepatan dense medium, batubara dan

pengotor oleh gayacentrifugal. Batubara bersih ke luar menuju ke atas dan pengotornya

menuju ke bawah. Gambar 2 menunjukkan contoh dense medium bath dan dense medium

cyclone. Faktor penting dalam operasi berbagai dense medium sistem didasarkan pada

magnetite dan efisiensi recovery magnetite yang digunakan lagi.

3. Hydrocyclone

Hydrocyclone adalah water based cyclone dimana partkel-partikel berat mengumpul

dekat dengan dindingcyclone dan kemudian akan ke luar lewat cone bagian bawah. Partikel-

partikel yang ringan (partikel bersih) mennuju pusat dan kemudian ke luar lewat vortex

finder. Diameter cyclone sangat berpengaruh terhadap efektifitas pemisahan. Kesesuaian

ukuran partikel batubara yang akan dicuci adalah 0,5 – 150 cm dengan spesifik gravity 1,3 –

1,5

4. Concentration Tables

Proses konsentrasi table adalah konsentrasi dengan meja miring terdiri dari rib-rib

(tulang-tulang) bergerak ke belakang dan maju terus menerus dengan arah yang horisontal.

Partikel-partikel batubara bersih (light coal)bergerak ke bawah table, sedangkan partikel-

partikel kotor(heavy partical) merupakan partikel yang tidak diinginkan terkumpul dalam rib

dan bergerak ke bagian akhir table.

Batubara ukuran halus dapat dicuci dengan alat ini secara murah tetapi kapasitasnya

kecil dan hanya efektif untuk melakukan pencucian pada batubara dengan spesific gravity

lebih besar 1,5 dengan ukuran partikel batubara yang dicuci 0,5 – 15 mm.

5. Froth Flotation

Froth Flotation merupakan metode pencucian batibara yang banyak digunakan untuk

ukuran batubara halus. Froth flotation cell digunakan untuk membedakan karakteristik

permukaan batubara. Campuran batubara dan air dikondisikan dengan reagen kimia supaya

gelembung udara melekat pada batubara dan mengapung sampai ke permukan, sementara itu

partikel-partikel yang tidak diinginkan akan tenggelam. Gelembung udara naik ke atas

melalui slurry di dalam cell dan batubara bersih terkumpul dalam gelembung busa berada di

atas. Kesesuaian ukuran butir batubara yang dicuci < 0,5 mm dengan spesifik gravity 1,3.

Proses pencucian batubara pada washing plant dapat diuraikan sebagai berikut :

1.    Tahap preparasi

Tahap preparasi umpan (persiapan umpan) pada pencucian perlu dilakukan dengan

tujuan :

a. memperoleh ukuran butir yang cocok dengan desain peralatan pencucian

b. supaya kotoran mudah terliberasi dari tubuh batubara.

Dalam tahap preparasi kegiatan yang dilakukan pemisahan Raw Coal kasar (+75 mm)

pemisahan raw coal kasar ini terjadi di Chain Conveyor yang dibawahnya di

pasanggrizzly yang berukuran 75 mm.

2. Tahap Pra pencucian

Tujuan dari tahap ini adalah menghilangkan material pengotor yang melekat pada

batubara dan mengurangi batubara yang berukuran -0,5 mm.

Dalam tahap pencucian kegiatan yang dilakukan meliputi :

a.  Prewetting (pembahasan awal)

b.  Descliming

3. Tahap pencucian dan pengurangan kandungan air

Tahap pencucian ini terjadi di dalam baum jig dan hydrocyclone

a. Baum Jig

Batubara pretreatment yang berukuran -75 mm dialirkan ke baum jig melalui lubang

umpan (jig fedd sluice). Pada baum jig, umpan mengalami konsentrat gayaberat, sehingga

diperoleh tiga macam produk yaitu :

1. Batubara tercuci

Batubara tercuci hasil konsentrasi gaya berat berukuran -75 mm + 0,5 mm diteruskan ke

dalam static screen dan double deck vibrating screen untuk dikurangi kandungan airnya,

serta dilakukan pemisahan ukuran partikelnya. Double deck vibrating screenmempunyai

lubang bukaan sebelah atas 5 mm dan lubang bukaan sebelah bawah 0,5 mm, sehingga terjadi

pemisahan ukuran batubra tercuci setelah melewatidouble deck vibrating screen sebagai

berikut :

a). batubara tercuci ukuran -75 mm + 5 mm

batubara tercuci ukuran -75 mm + 5 mm ini diangkut oleh belt conveyor.

b). Batubara tercuci ukuran -5 mm + 0,5 mm

batubara tercuci ukuran -5 mm + 0,5 mm ini dibawa oleh belt conveyor dan selanjutnya

bersama produk kasat di bawa ke storage.

c). Batubara tercuci ukuran -0,5 mm

batubara tercuci ukuran -0,5 mm ini ditampung pada dua macam sumuran (sump). Untuk

yang lolos daridescliming screen ditampung effluent sump, sedangkan yang lolos dari sizing

screen ditampung pada main sump. Batubara yang masuk ke effluent sump, bersama-sama

dengan air dipompakan keeffluent cyclone dan yang masuk ke main sumpdipompakan

ke classifying cyclone untuk kemudian diproses lebih lanjut pada unit pencucian berikutnya.

2. Produk menengah (middling)

Produk menengah dari baum jig diangkut dengan elevator A. dan ditumpahkan ke dalam bak

penampung kotoran (discard bin)

3. Batuan pengotor (Discard)

Batuan pengotor dari pengotor produk baum jg diangkut dengan elevator B yang kemudian

ditumpahkan ke dalam discard bin. Selanjutnya produk menengah dan produk pengotor ini

dibuang ke tempat pembuangan dengan alat angkut truck.

b. Hydrocyclone

Umpan (feed) dari hydrocyclone berasal dari effluent sump dan main sump. Material

yang masuk ke dalam hyrocylone tersebut akan mengalami konsentrasi gayakarena

adanya gaya sentrifugal yang terjadi di dalam cyclone, sehingga akan menghasilkan produk

limpahan atas (overflow) dan produk limpahan bawah (under flow). Limpahan bawah

tersebut selanjutnya akan menjadi umpanm pada slurry screen.

Produk limpahan atas dari hydrocyclone selanjutnya diproses pada peralatan sebagai

berikut :

1. Head box

Pada head box produk limpahan atas dari cyclone tersebut terbagi lagi menjadi dua

macam produk, yaitu produk limpahan atas dari head box yang dipompakan lagi pada lounder

untuk dipakai pencucian kembali dan produk limpahan bawah yang selanjutnya dialirkan ke

thickener.

2. Bak pengendap (thickener)

Over flow dari cyclone dialirkan ke bak penampungan (thickener). Material yang masuk

ke thickener merupakan material pengotoryang telah bercampur membentuk lumpur, walau

pada kenyataannya masih banyak produk batubara umuran 0,5 mm yang terbawa bersama

kotorannya. Didalam thickener dengan bantuan flocculant terjadi proses pengendapan.

Referensi :

_______, Inspector’s Guidance Manual Coal Preparation Plants.http://www.cdphe.state.co.us/ap/down/coalprep.pdf. Diakses pada tanggal 9 Desember 2008 _______, Bagaimana membuat batubara

bersih.http://wapedia.mobi/id/Batubara http://wapedia.mobi/id/Batubara            Diakses pada tanggal 9 Desember 2008 Rod. Hat, Washed Coal from a Utilization Perspective.http://www.coalcombustion.com/PDF%20Files/Washed%20Coal%20from%20a%20Utilization%20Perspective03.pdf .    Diakses pada tanggal 9 Desember 2008

http://nofrxcoal.blogspot.co.id/2011/07/proses-pencucian-batubara.html