ANALISIS BATUBARAANALISA BATUBARA

Dalam setiap transaksi jual beli yang baik pada umumnya penjual dan terutama

pembeli selalu ingin mengetahui dengan pasti kualitas dari batubara yang akan

dijual atau dibelinya. Dari segi penjual dengan mengetahui secara pasti

kualitas batubara yag akan dijual berarti nantinya akan dapat dipergunakan

dengan baik oleh pembelinya. Demikian juga dari segi pembeli, untuk

mengetahui apakah kualitas batubara yang diterima sesuai dengan apa yang

dikehendaki, dan dapat digunakan sesuai dengan spesifikasi peralatan yang

dimiliki dan digunakan juga untuk mengetahui apakah biaya yang dikeluarkan

sesuai dengan kualitas yang didapatkan.

Untuk itu kualitas batubara menjadi data yang sangat penting dalam pemasaran

batubara, baik untuk steam coal atau metallurgical coal, maka diperlukan

analisis :

1. Proximate analysis : moisture, ash content, volatile matter, fixed carbon.

2. Ultimate analysis : C,H,N,S,O, calorific value, chlorine

3. Physical properties : warna, relative density, HGI dan kekerasan

4. Properties of the inorganic material : analisis abu, suhu fusi abu

5. petrographic analysis : maceral, mineral matter.

Tabel Klasifikasi kualitas batubara steam coal untuk perdagangan

PARAMETER KLASIFIKASI NILAI (ar basis)

Volatile matterHigh volatile (hv)

Medium volatile (mv)Low volatile (lv)

> 29%22 – 29%

<22%Total sulphur High sulphur (hs)

Medium sulphur (ms)Low sulphur (ls)

>1,5%0,8 – 1,5%

<0,8%Ash content High ash (ha)

Medium ash (ma)Low ash (la)

>16%10 – 16%

<10%Calorific value High calorie (hc)

Medium calorie (mc)Low calorie (lc)

>6.300 Kcal/kg6.000 – 6.300 Kcal/kg

<6.000 Kcal/kg

looky_geo.doc

PROXIMATE ANALYSIS

1. Nilai Kalori (Calorific value/specific energy)

Hasil laboratorium atas dasar ar atau adb dan nilai yang ditetapkan adalah

gross specific energy, sedangkan yang relevan dengan penggunaan sebenarnya

net specific energy.

Analisis ini menentukan batubara yang harus dibakar guna menghasilkan panas

tertentu dan konstan, supaya diperoleh tekanan uap ketel yang sesuai dengan

kebutuhan sehingga tidak ada energi atau panas yang terbuang akibat batubara

yang dibakar terlalu banyak sehingga menyebabkan tekanan uap ketel naik

secara berlebihan.

2. Kandungan air/kelembaban (total moisture)

adalah air total yang terdapat dalam contoh yang baru diambil (baru

ditambang) atau diproses dalam pengiriman/pengkapalan. Untuk power station

umumnya kandungan air sekitar 5 – 9%.

Besarnya moisture berpengaruh pada ongkos pengangkutan batubara,

mendatangkan kesulitan pada hooper atau chute juga pada proses dengan

pulverizer lambat dan tidak efisien, bahkan adapat mengakibatkan kemacetan

pada saat menggerusnya karena lengket, menurunkan nilai kalor dan

mempercepat korosi pada alat yang digunakan.

3. Free moisture

Disebut juga surface moisture adalah sebagian dari total moisture, yaitu

selebihnya dari inherent moisture, tetapi tidak disamakan denan air dry loss.

4. Inherent moisture

Disebut juga sebagai bed moisture, yaitu air yang terdapat secara alamiah

dalam lapisan batubara. Terbentuk bersama – sama dengan terbentuknya

batubara dan tidak termasuk air yang tertambahkan melalui permukaan lapisan

looky_geo.doc

batubara. Pada prakteknya contoh diseimbangkan dengan air pada suhu 30o C

dan kelembaban 95% kemudian dianalisis menggunakan oven pada suhu 110o C.

5. Moisture in the analysis sample

Adalah air yang terdapat dalam contoh yang telah dikering udarakan dan

berukuran lolos saringan 0.250 mm. Analisis ini dipakai untuk perhitungan ke

dasar analisa lain.

6. Residiual moisture

Adalah air yang terdapat dalam contoh yang telah dikering udarakan dan

berukuran lolos saringan 2,38 mm

7. Abu (ash)

Adalah sisa yang tidak terbakar pada batubara, berasal dari bahan mineral yang

bercampur dengan batubara, juga dari campuran material dari atap atau alas

lapisan batubara. Penentuan abu adalah empiris karena kondisi pembakaran

menentukan seberapa jauh perubahan kimia dalam bahan mineral. Untuk

power station umumnya meminta kandungan abu sekitar 5 – 20%

Pentingnya abu, selain untuk pembuatan coke dan untuk kenaikan uap, juga

untuk menentukan jumlah yang tepat dari batubara yang harus dibakar guna

menghasilkan sejumlah temperature tertentu. Bila abunya tinggi maka

batubara yang diperlukan akan lebih banyak.

8. Zat terbang (volatile matter)

Terdiri dari campuran gas senyawa organik yang mudah terbakar seperti

hydrogen, karbon monoksida, metan, uap tar dan gas, tetapi kadang terdapat

gas yang tidak terbakar seperti karbondioksida dan uap air yang bertitik didih

rendah yang akan mencair menghasilkan material berbentuk oil dan tar. Zat

terbang merupakan zat aktif yang menghasilkan energi/panas bila batubara

dibakar.

looky_geo.doc

Zat terbang penting karena sebagai parameter klasifikasi dan evaluasi batubara

untuk mengendalikan asap dan pembakaran. Batubara dengan zat terbang

rendah akan terbakar perlahan dengan nyala pendek dan digunakan untuk

pemanasan. Untuk tungku diperlukan nyala panjang dan panas, yaitu batubara

dengan zat terbang medium sampai tinggi, tetapi mengandung asap yang

berlebihan sehingga perlu sejumlah udara yang tepat untuk pembakaran. Zat

terbang juga berperan sebagai parameter pemilihan proses dan kondisi

batubara untuk proses gasifikasi dan liquifikasi serta untuk mengestimasi hasil

kokas selama proses karbonisasi berlangsung. Batubara dengan zat terbang

tinggi umumnya mudah terbakar dan lebih reaktif, umumnya atas dasar adb

adalah 30 – 40%.

9. Karbon tertambat (fixed carbon)

Nilai karbon tertambat dipengaruhi oleh proses coalification dan hasil

analisisnya bersifat tidak langsung, yaitu nilai karbon tertambat = 100 –

(kandungan air+kandungan abu+kandungan zat terbang).

Kandungan zat terbang bersama – sama karbon tetap disebut dengan batubara

murni. Demikian juga nilai pembagian antara karbon tertambat dengan zat

terbang disebut dengan rasio bahan baker (fuel ratio) dan ada yang

menggunakan untuk klasifikasi batubara.

ULTIMATE ANALYSIS

1. Total sulphur

Kandungan sulfur di dalam batubara terdiri dari :

Sulfur piritik (FeS2) mengandung sekitar 20-30% dari sulfur total dan

terasosiasi dalam abu, dijumpai sebagai makrodeposit

(lensa,veins,joints,balls) dan mikrodeposit (partikel halus yang

terdesiminasi). Sulfur piritik dapat dihilangkan dengan gravitasi. Sulfur

piritik muncul sebagai markasit atau pirit (FeS2)

looky_geo.doc

Sulfur sulfat kebanyakan sebagai kalsium sulfat dan besi sulfat terutama

dalam bentuk gypsum CaSO4.2H2O. Jumlahnya sangat kecil biasanya

kurang dari 0,05%, kecuali pada batubara yang terekspos dan teroksidasi.

Sulfur organik mengandung sekitar 20-80% dari total yang secara kimia

terikat dalam substansi batubara. Biasanya berasosiasi dengan

konsentrasi sulfat (dan sulfida) selama proses pembatubaraan.

Kandungan sulfur harus dilacak dengan teliti, antara lain dengan mengamati

kandungan sulfur yang tinggi dari hasil analisis yang sudah ada, juga perubahan

kandungan sulfur secara vertical, terutama pada bagian atas seam. Untuk

power station umumnya meminta kandungan sulfur 0,4-1,0%

PHSYCAL PROPERTIES

1. Warna

Warna batubara (harus dalam kondisi tidak basah) umumnya berkisar dari

hitampekat sampai coklat. Semakin hitam warna batubara, maka derajat

batubaranya semakin tinggi.

2. Relative density

Densiti penting dalam proses preparasi, termasuk perbedaan density antara

bahan organik dan anorganik, misalnya berdasarkan kandungan abu dan sulfur

dalam batubara pada proses pemisahaan.

3. Hardgrove grindability index (HGI)

Adalah mudah sukarnya batubara diremuk dan digerus, makin tinggi nilai HGI

maka semakin lunak batubara tersebut. Hal ini penting untuk memperkirakan

kapasitas alat gerus dan untuk membandingkan unjuk kerja alat gerus. HGI

adalah ukuran kekerasan fisik batubara berkisar dari 40 (keras) sampai 80

(lunak). Mesin crushing yang didisain untuk menangani batubara lunak (dengan

HGI tinggi) akan lebih cepat aus dan berkurang kapasitasnya jika dipasok

dengan batubara keras.

looky_geo.doc

PROPERTIES OF THE INORGANIC MATERIAL

1. Kandungan kimia abu (analysis of ash constituents)

Analisa untuk mengetahui kadar abu yang berasal dari bahan – bahan: SiO2,

Al2O3, TiO2, Fe2O3, Mn3O4, MgO, CaO, Na2O, K2O, P2O5. Sebenarnya kadar abu

tidak menjadi masalah untuk beberapa industri, hanya untuk industri semen

kadar MgO yang terlalu tinggi akan merusak kualitas semen, pada PLTU kadar

Na2O dan K2O yang terlalu tinggi (>6%) akan mempengaruhi titik leleh abu

menjadi turun, industri baja P2O5 yang terlalu tinggi akan merusak kualitas besi

baja yang diproduksi.

2. Suhu fusi abu (ash fusibility temperature)

Bertujuan untuk mengetahui tingkah laku batubara atau kecenderungan kerak

abu batubara pada temperature tinggi. Hal ini sangat penting untuk

menentukan kecocokan batubara pada penggunaannya diberbagai tungku.

Perubahan bentuk akibat pemanasan dari 900oC sampai 1.600oC merupakan

pegangan terbaik untuk mengetahui unjuk kerja abu di dalam tungku, yaitu

untuk membedakan antara slagging dan non slagging coal. Suhu fusi abu untuk

steam coal berkisar 1.400 – 1.600oC.

Jika temperatur pelunakan abu dibawah 1.250oC disebut slagging coal yang

akan baik digunakan pada tungku yang dapat mengeluarkan abu sebagai slag.

Temperatur abu lebih rendah dari temperature api, maka abu akan meleleh

membentuk klinker (seperti semen) yang menyelimuti pipa superheated. Juga

terjadi fouling, yaitu pengotoran pada pipa superheated, akibatnya laju

pemanasan pada pipa terganggu, sehingga batubara yang dibutuhkan semakin

banyak. Pada temperature pelunakan abu diatas 1.450oC disebut non slagging

coal yang pada umumnya abu tidak akan lebur pada kebanyakan tungku

industri. Batubara yang temperature pelunakannya antara 1.250 – 1.450oC

mungkin dapat atau tidak dapat membentuk slag, sehingga tungku harus

looky_geo.doc

dirancang agar tercegah pembentukan leburan abu atau agar abu lebur dan

tetap lebur sampai dikeluarkan.

PETROGRAPHIC ANALYSIS

Telah diketahui bahwa analisis petrografi dapat memberikan sumbangan dalam

proses pengolahan batubara, yaitu untuk :

1. Pemilihan batubara yang cocok untuk produksi secara komersial.

2. Perkiraan kemungkinan meningkatnya kadar abu karena berkurangnya

ukuran partikel.

3. Mengetahui apakah mineral – mineral tertentu seperti pirit dapat dipisahkan

atau dikonsentrasikan ke dalam suatu tingkat preparasi yang lebih baik.

4. kandungan mineral matter dalam batubara termasuk roof dan floor akan

mempengaruhi komposisi abu denga ukuran partikel tertentu.

5. Washability batubara tidak hanya bergantung kepada kandungan total

mineral matter dari ROM, tetapi juga distribusi mineral matter dalam

batubara.

6. Mengurangi pembuangan limbah dalam bentuk partikel halus untuk proses

pencucian maupun hasil pembakaran.

Akan tetapi hal ini jarang dilakukan dalam pengolahan batubara karena

beberapa alasan diantaranya :

1. Sebaran dan konsentrasi mineral dapat diperoleh pada contoh dengan

ukuran tertentu

2. Semua tingkat kualitas batubara (coal rank) komersial dapat dilakukan

dalam proses float dan sink test, diikuti dengan diperolehnya abu pada

fraksi yang berbeda – beda densitinya dan prosedurnya cepat.

looky_geo.doc