rtbt sulfur

7/30/2019 Rtbt Sulfur

1/6

Dimas Apri SaputraH1C109009

Page1

KANDUNGAN SULFUR YANG ADA PADA BATUBARA

Sulfur walaupun secara relatif kandungannya rendah, merupakan salah satu

elemen penting pada batubara yang mempengaruhi kualitas. Terdapat berbagai cara

terbentuknya sulfur dalam batubara, diantaranya adalah berasal dari pengaruh lapisan

pengapit yang terendapkan dalam lingkungan laut, pengaruh air laut selama proses

pengendapan tumbuhan, proses mikrobial dan perubahan Ph.

Batubara dengan kandungan abu dan sulfur yang rendah biasanya terendapkan

pada lingkungan darat pada saat penggambutan, dengan lapisan penutup dan lapisan

dibawahnya berupa sedimen klastik yang terendapkan pada lingkungan darat juga.

Sedangkan untuk batubara dengan kandungan abu dan sulfur yang tinggi, berasosiasi

dengan sedimen yang terendapkan pada lingkungan payau atau laut.

Sulfur adalah salah satu komponen dalam batubara, yang terdapat sebagai sulfur

organik maupun anorganik. Umumnya komponen sulfur dalam batubara terdapat sebagai

sulfur syngenetik yang erat hubungannya dengan proses fisika dan kimia selama proses

penggambutan dan dapat juga sebagai sulfur epigenetik yang dapat diamati sebagai pirit

pengisi cleat pada batubara akibat proses presipitasi kimia pada akhir proses

pembatubaraan.

Sulfur dalam batubara terjadi dalam dua bentuk, organik dan anorganik. Sulfur

organik terdistribusi secara merata bersama-sama dengan unsur-unsur pembentuk batubara

lainnya, dan secara alami berkaitan dengan fakta bahwa tumbuh-tumbuhan mengandung

sulfur yang apabila tumbuhan tersebut membusuk atau hancur maka sulfur tersebut

bereaksi membentuk senyawa Hidrogen Sulfida (H2S). Batubara yang memiliki nilai total

sulfur kurang dari 1%, biasanya pada umumnya merupakan sulfur organik, sedangkan

batubara dengan nilai total sulfur yang lebih tinggi maka sulfur organik cenderung

meningkat seiring dengan meningkatnya total sulfur dalam batubara tersebut. Namun hal

tersebut tidak menjadi patokan karena tidak ada dasar yang definitif yang menyatakan

hubungan antara jumlah (porsi) antara sulfur organik dan anorganik dalam batubara. Sulfur

organik cenderung berkisar antara 0,3 sampai 3%, meskipun ada juga yang kandungannya

lebih besar dari 5 % pada beberapa batubara.


2/6


Page2

Sulfur anorganik biasanya berada dalam senyawa pyritr (FeS2) dan sebagian kecil

(biasanya kurang dari 0,1 %) dalam bentuk sulfat. Pyrite memiliki variasi keragaman yang

luas baik bentuk maupun ukurannya.

Sifat-sifat Sulfur yaitu sebagai berikut :1. Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat

heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara

vertikal maupun secara lateral.

2.Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungansulfur yang relatif homogen.

Kegunaan Sulfur yaitu antara lain sebagai berikut :

1. Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena Sulfurdapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging

maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat

berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan

asam. Oleh karena itu dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi kualitas,

bahkan dijadikan sebagai rejection limit.

2.Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkanmasalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi

tersebut misalnya seperti pada proses pengolahan Nikel.

Sulfur umumnya terdapat dalam kebanyakan batubara, jumlahnya dapat bervariasi

mulai jumlah yang sangat kecil (traces) sampai 4%, kadang lebih tinggi. Sulfur terdapat

dalam tiga bentuk utama yaitu:

1. Sulfur PiritikPirit (dan Markasit) merupakan mineral sulfida yang paling umum

dijumpai pada batubara. Kedua jenis mineral ini memiliki komposisi kimia yang

sama (FeS2) tetapi berbeda pada sistem kristalnya. Pirit berbentuk isometrik

sedangkan Markasit berbentuk orthorombik.

Pirit (FeS2) merupakan mineral yang memberikan kontribusi besar

terhadap kandungan sulfur dalam batubara, atau lebih dikenal dengan sulfur

piritik. Berdasarkan genesanya, pirit pada batubara dapat dibedakan menjadi 2,

yaitu :


3/6


Page3

a. Pirit Syngenetik, yaitu pirit yang terbentuk selama proses penggambutan(peatification). Pirit jenis ini biasanya berbentuk framboidal dengan butiran

sangat halus dan tersebar dalam material pembentuk batubara.

b.Pirit Epigenetik, yaitu pirit yang terbentuk setelah proses pembatubaraan. Pirit

jenis ini biasanya terendapkan dalam kekar, rekahan dan cleat pada batubara

serta biasanya bersifat masif. Umumnya pirit jenis ini dapat diamati sebagai

pirit pengisi cleat pada batubara.

Pirit dapat terbentuk sebagai hasil reduksi sulfur primer oleh organisme

dan air tanah yang mengandung ion besi. Bentuk pirit hasil reduksi ini biasanya

framboidal dengan sumber sulfur yang tereduksi kemungkinan terdapat dalam

material yang terendapkan bersama batubara. Terbentuknya pirit epigenetiksangat berhubungan dengan frekuensi cleat / rekahan karena kation-kation yang

terlarut (dalam hal ini ion Fe) akan terbawa ke dalam batubara oleh aliran air

tanah melalui cleat tersebut dan selanjutnya bereaksi dengan sulfur yang telah

tereduksi untuk kemudian membentuk pirit.

2. Sulfur OrganikSulfur organik merupakan suatu elemen pada struktur makromolekul

dalam batubara yang kehadirannya secara parsial dikondisikan oleh kandungandari elemen yang berasal dari material tumbuhan asal. Dalam kondisi geokimia

dan mikrobiologis spesifik, sulfur inorganik dapat terubah menjadi sulfur organik.

Secara umum sebagian besar sulfur dalam batubara berupa sulfur

syngenetik yang keterdapatan dan distribusinya dikontrol oleh kondisi fisika dan

kimia selama proses pembentukan gambut. Sulfur organik dalam batubara dapat

berasal dari material kayu dan pepohonan. Disamping itu sebagian sulfur juga

mungkin terjadi dari sisa-sisa organisme yang hidup selama perkembangan

gambut.

Sulfur organik dapat terakumulasi dari sejumlah material organik oleh

proses penghancuran biokimia dan oksidasi. Namun secara umum, penghancuran

biokimia merupakan proses yang paling penting dalam pembentukan sulfur

organik, yang pembentukannya berjalan lebih lambat pada lingkungan yang basah

atau jenuh air.


4/6


Page4

Sulfur yang bukan berasal dari material pembentuk batubara diduga

mendominasi dalam menentukan kandungan sulfur total. Sulfur inorganik yang

biasanya melimpah dalam lingkungan marin atau payau kemungkinan besar akan

terubah membentuk hidrogen sulfida dan senyawa sulfat dalam kondisi dan proses

geokimia. Reaksi yang terjadi adalah reduksi sulfat oleh material organik menjadi

hidrogen sulfida (H2S). Reaksi reduksi ini dipicu oleh adanya bakteri

desulfovibrio dan desulfotomaculum.

Unsur sulfur, hidrogen sulfida dan ion sulfida dapat bereaksi dengan

unsur atau molekul organik dari gambut menjadi sulfur organik. Unsur sulfur (S0)

kemungkinan muncul dari proses oksidasi hidrogen sulfida yang terkena kontak

dengan oksigen terlarut dalam kisi kisi air, di samping itu S0 juga bisa muncul

karena adanya aktivitas bakteri. Unsur sulfur (S0) dapat bereaksi dengan asam

humik yang terbentuk selama proses penggambutan.

Berdasarkan eksperimen dapat diketahui bahwa H2S juga dapat bereaksi

dengan asam humik yang terbentuk selama proses penggambutan. Jenis interaksi

antara H2S dengan asam humik inilah yang mempunyai peranan paling penting

dalam menentukan kandungan sulfur organik dalam batubara. Disamping itu

kandungan sulfur organik yang tinggi hanya akan berasosiasi dengan lingkungan

rawa gambut yang minim suplai Fe.

3. Sulfur SulfatSulfat dalam batubara umumnya ditemui dalam bentuk sulfat besi,

kalsium dan barium. Kandungan sulfat tersebut biasanya rendah sekali atau tidak

ada kecuali jika batubara telah terlapukkan dan beberapa mineral pirit teroksidasi

akan menjadi sulfat.

Sulfur sulfat juga dapat berasal dari reaksi garam laut atau air payau yang

mengisi lapisan dasar yang jaraknya tidak jauh dan berada di atas atau di bawah

lapisan batubara. Pada umumnya kandungan sulfur organik lebih tinggi pada

bagian bawah lapisan, sedangkan kandungan sulfur piritik dan sulfat akan tinggi

pada bagian atas dan bagian bawah lapisan batubara.

Karakter batubara suatu daerah berbeda dengan daerah lainnya. perbedaan ini

dikarenakan lingkungan pengendapannya. umur dan kondisi lingkungan pengendapan

mempengaruhi kualitas batubara. kualitas batubara sendiri ditentukan berdasarkan nilai

kalori, kadar air atau moisture, kadar ash dan kadar sulfur. semakin tua umur batubara


5/6


Page5

semakin baik kualitasnya secara kalori, umumnya akan memiliki sifat fisik yang lebih

keras dan hitam mengkilat serta kandungan moisture yang rendah. sedangkan untuk

kandungan sulfur sangat tergantung dari dimana lingkungan pengendapannya.

Sulfur walaupun secara relatif kandungannya rendah, merupakan salah satuelemen penting pada batubara yang mempengaruhi kualitas. Terdapat berbagai cara

terbentuknya sulfur dalam batubara, diantaranya adalah berasal dari pengaruh lapisan

pengapit yang terendapkan dalam lingkungan laut, air laut selama proses pengendapan

tumbuhan, proses mikrobial dan perubahan pH.

Dari hasil penelitian mengenai pembentukan dan keberadaan sulfur pada batubara

dan gambut, Casagrande (1987) membuat beberapa kesimpulan, yaitu :

1. Batubara bersulfur tinggi biasanya berasosiasi dengan batuan penutup yangberasal dari lingkungan laut.

2. Kandungan sulfur pada batubara umumnya paling tinggi pada bagian roof danpada bagianfloorlapisan batubara.

3. Secara umum batubara bersulfur rendah (


6/6


Page6

Jika batubara dibakar, semua sulfur organic dan sebagian sulfur piritik akan

teroksidasi menjadi SO3 karena adanya beberapa komponen abu yang bertindak sebagai

katalis. Sulfur piritik dan sulfur sulfat yang tertinggal berubah menjadi sulfide inorganic

yang lebih stabil dan tertinggal dalam batubara. Sebagai tambahan, abu terbang yang

dihasilkan dari pembakaran batubara pulverized mempunyai kemampuan untuk

mengedsorpsi SO3 dari aliran gas pembakaran.

Kecenderungan sulfur tertinggal dalam abu juga tergantung pada metoda

pembakaran. Untuk tanur pulverized fuel, 10-15% sulfur tertinggal dalam abu, untuk tanur

siklon hanya 5% (kemungkinan disebabkan oleh karena temperature yang lebih tinggi).

Dan stroke bisa sampai 30%-sulfur yang tertinggal dalam batubara.

Pengaruh adanya senyawa sulfur dalam abu dan gas-gas pembakaran terahadapoperasi tanur dan boiler adalah sebagai berikut:

1. Sulfur sebagai besi sulfide, dalam abu dapat memperbesar perbedaan antara ashfusion temperature yang diukur pada kondisi mengoksidasi dan mereduksi dan

menurunkan initial deformation temperature (ISO-A). Pengaruh ini disebabkan

aksi fluxing (bertindak sebagai flux) dari besi.

2. Absorpsi sulfur oksida, dalam bentuk SO3, oleh lapisan deposit abu (fouling) yangbersifat basa dan kaya alkali akan memberikan kontribusi semakin kuatnyalapisan fouling serta terus tumbuh. Selanjutnya bisa menimbulkan korosi setempat

pada dinding boiler.

3. SO3 bersama uap air dalam gas-gas pembakaran dapat membentuk asam sulfat(H2SO4). Uap asam sulfat ini dapat terkondensasi pada temperatur rendah

sehingga bersifat korosif.

4. Efisiensi penangkapan abu terbang oleh electrostatic precipitators sebagiantergantung pada konduktivitas listrik aliran gas dan partikel-partikel abu dimanakonduktivitas listrik tersebut dapat lebih tinggi dengan adanya senyawa ionic

seperti SO3. Dalam kasus konduktivitas gas dan partikel rendah, kadang-kadang

diijeksikan senyawa ionic termasuk SO2 atau SO3, ke dalam gas buang untuk

menjaga menjadi efisiensi penangkapan partikulat oleh electrostatic precipitator.

rtbt sulfur

Documents