2.1 Batubara
Menurut
Stach
(1975), batubara adalah
suatu endapan yang
tersusun dari bahan organik (organic)
dan non organik
(inorganic). Bahan organik berasal dari sisa tumbuhan yang telah mengalami berbagai tingkat pembusukan (decomposition) dan perubahan sifat-sifat fisik serta
kimia baik sebelum maupun sesudah
tertutup endapan lain diatasnya.
Dekomposisi tanaman ini
terjadi karena proses biologi dengan mikroba dimana banyak oksigen dalam
selulosa diubah menjadi karbondioksida (CO2) dan air (H2O).
Kemudian perubahan yang terjadi dalam kandungan bahan tersebut disebabkan oleh
adanya tekanan, pemanasan yang kemudian membentuk lapisan tebal sebagai
akibat pengaruh panas bumi dalam jangka
waktu berjuta-juta tahun, sehingga lapisan tersebut akhirnya memadat dan
mengeras. Pola yang terlihat dari proses perubahan bentuk tumbuh-tumbuhan
hingga menjadi batubara yaitu dengan terbentuknya karbon. Kenaikan kandungan
karbon dapat menunjukkan tingkatan batubara. Dimana tingkatan batubara yang
paling tinggi adalah
antrasit, sedang tingkatan yang lebih rendah dari
antrasit akan lebih banyak mengandung hidrogen dan oksigen (Yunita, 2000).
Selain kandungan C, H dan
O juga terdapat kandungan lain yaitu belerang (S), nitrogen (N), dan kandungan
mineral lainnya seperti silica, aliminium, besi, kalsium dan magnesium yang
pada saat pembakaran batubara akan tertinggal sebagai abu. Karena batubara
merupakan bahan galian fosil padat yang sangat heterogen, maka batubara mempunyai
sifat yang berbeda-beda apabila diperoleh dari lapisan yang berbeda-beda.
Bahkan untuk satu lapisan dapat menunjukkan sifat yang berbeda pada lokasi yang
berbeda pula (Yunita, 2000).
2.1.1 Genesis
Batubara
Genesis batubara
berdasarkan tempat terjadinya dibagi menjadi dua, yaitu (Krevelen, 1993):
1. a. Teori
Insitu
Bahan-bahan pembentuk lapisan
batubara terjadinya di tempat dimana tumbuh-tumbuhan itu berada (terjadi di
tempat itu juga) yang mempunyai ciri-ciri, seperti penyebarannya luas dan
kualitasnya baik (karena kadar abunya rendah).
2. b. Teori Drift
Bahan-bahan pembentuk lapisan
batubara terjadinya di tempat
lain dari tumbuh-tumbuhan asal itu berada karena sudah tertransportasi yang
mempunyai ciri-ciri, yaitu penyebarannya tidak luas tetapi banyak dan
kualitasnya kurang baik karena banyak mengandung pengotornya.
2.1.2 Faktor-faktor yang Berpengaruh
Menurut Hutton and Jonnes (1995), batubara terbentuk
melalui proses yang sangat panjang dan lama, di samping dipengaruhi faktor
alamiah yang tidak mengenal batas waktu, terutama ditinjau dari segi fisika,
kimia ataupun biologis. Faktor-faktor yang memengaruhi dan menentukan
terbentuknya batubara tersebut antara lain posisi geoteknik, keadaan topografi
daerah, iklim daerah, proses penurunan cekungan sedimentasi, umur geologi,
jenis tumbuh-tumbuhan, proses dekomposisi, sejarah setelah pengendapan,
struktur geologi cekungan dan metamorfosa organik.
Hal-hal tersebut dapat diuraikan lebih lanjut sebagai
berikut:
1. a. Posisi
geoteknik
Posisi geoteknik adalah letak suatu tempat yang
merupakan cekungan sedimentasi yang keberadaannya dipengaruhi oleh gaya-gaya
tektonik lempeng. Adanya gaya-gaya tektonik ini akan mengakibatkan cekungan
sedimentasi menjadi lebih luas apabila terjadi penurunan dasar cekungan. Proses
tektonik dapat pula diikuti oleh perlipatan perlapisan batuan maupun patahan.
Apabila proses yang disebut terakhir ini terjadi, satu cekungan sedimentasi
akan dapat terbagi menjadi dua atau lebih sub cekungan sedimentasi dengan
luasan yang relatif kecil. Kejadian ini juga akan berpengaruh pada penyebaran
batubara yang terbentuk. Makin dekat cekungan sedimentasi batubara terbentuk atau
terakumulasi, terhadap posisi kegiatan tektonik lempeng, kualitas batubara yang
dihasilkan akan semakin baik.
2. b. Keadaan topografi daerah
Daerah tempat tumbuhan berkembang baik, merupakan daerah
yang relatif tersedia air. Oleh karena itu, tempat tersebut mempunyai topografi
yang relatif lebih rendah dibandingkan daerah yang mengelilinginya. Makin luas
daerah dengan topografi relatif lebih rendah, makin banyak tanaman yang tumbuh,
sehingga makin banyak terdapat bahan pembentuk batubara. Apabila keadaan topografi
daerah ini dipengaruhi oleh gaya tektonik, baik yang mengakibatkan penaikan
ataupun penurunan topografi, maka akan berpengaruh pula terhadap luas tanaman
yang merupakan bahan utama sebagai bahan pembentuk batubara. Hal ini merupakan
salah satu faktor yang mengakibatkan penyebaran batubara berbentuk lensa.
3. c. Iklim daerah
Iklim berperan penting dalam pertumbuhan tanaman. Daerah
yang beriklim tropis dengan curah hujan silih berganti sepanjang tahun, di
samping tersedianya sinar matahari sepanjang waktu, merupakan tempat yang cukup
baik untuk pertumbuhan tanaman. Daerah yang memiliki iklim tropis hampir semua
jenis tanamannya dapat hidup dan berkembang baik. Oleh karenanya, di daerah
yang mempunyai iklim tropis pada masa lampau sangat memungkinkan terdapat endapan
batubara dalam jumlah banyak, sebaliknya daerah yang beriklim sub tropis
mempunyai penyebaran endapan batubara relatif terbatas. Kebanyakan luas tanaman
yang keberadaannya sangat ditentukan oleh iklim akan menentukan penyebaran dan
ketebalan batubara yang nantinya akan terbentuk.
4.
Proses penurunan cekungan sedimentasi
Cekungan sedimentasi yang ada di alam bersifat dinamis,
artinya dasar cekungannya akan mengalami proses penurunan atau pengangkatan.
Apabila proses penurunan dasar cekungan sedimentasi lebih sering terjadi, akan
terbentuk penambahan luas permukaan tempat tanaman mampu hidup dan berkembang.
Selain itu, penurunan dasar cekungan akan mengakibatkan terbentuknya batubara
yang cukup tebal. Makin sering dasar cekungan sedimentasi mengalami proses
penurunan, batubara yang terbentuk akan makin tebal.
5. d. Umur geologi
Jaman Karbon (kurang lebih berumur 350 juta tahun yang
lalu), diyakini merupakan awal munculnya tumbuh-tumbuhan di dunia untuk pertama
kali. Sejalan dengan proses tektonik yang terjadi di dunia selama sejarah
geologi berlangsung, luas daratan tempat tanaman hidup dan berkembang biak,
telah mengalami proses coalification cukup
lama, sehingga mutu batubara yang dihasilkan sangat baik. Jenis batubara ini
pada umumnya terdapat di daerah benua seperti Australia, Asia, Afrika, Eropa
dan Amerika. Di Indonesia, batubara didapatkan pada cekungan sedimentasi yang
berumur Tersier (kurang lebih berumur 70 juta tahun yang lalu). Berdasarkan
hitungan waktu geologi, 70 tahun yang lalu masih dianggap terlalu muda apabila
dibandingkan dengan jaman Karbon. Batubara yang terdapat di cekungan
sedimentasi di Pulau Sumatera
dan Kalimantan belum mengalami proses coalification
sempurna. Hal ini akan berakibat,
mutu batubara yang didapatkan di kedua pulau tersebut belum mempunyai kualitas
baik, masih tergolong pada jenis bitumina, belum sampai pada jenis antrasit
(yang dianggap rank batubara
tertinggi). Berdasarkan uraian tersebut, disimpulkan bahwa semakin tua lapisan
batuan sedimen yang mengandung batubara, semakin tinggi rank batubara yang akan diperoleh.
6.
e. Jenis tumbuh-tumbuhan
Menurut Hutton and Jonnes (1995) present is the key to the past merupakan salah satu konsep geologi
yang mampu menjelaskann kaitan antara mutu batubara dengan tumbuhan semula yang
merupakan bahan utama pembentuk batubara. Arang kayu yang diproses dari kayu
yang keras misalnya kayu dari tumbuhan Lamtoro akan mempunyai mutu yang relatif
lebih baik, dibandingkan apabila arang kayu tersebut diproses dari kayu yang
relatif lunak misalnya kayu dari tumbuhan Gliricidae.
Bertitik tolak pada analogi, batubara yang terbentuk dari tanaman keras dan
berumur tua akan lebih baik dibandingkan dengan batubara yang terbentuk dari
tanaman berbentuk semak dan hanya berumur semusim. Peat dikenal pula sebagai gambut yang didapatkan di Kalimantan dan
Sumatera terbentuk dari tanaman semak dan rumput, yang merupakan jenis batubara
rank rendah. Dari uraian di atas,
dapat disimpulkan bahwa makin tinggi tingkatan tumbuhan (dalam sistematika
taksonomi) dan makin tua umur tumbuhan tersebut, apabila mengalami proses coalification akan menghasilkan batubara
dengan kualitas baik.
7.
f. Proses dekomposisi
Proses dekomposisi pada tumbuhan merupakan bagian dari
transformasi biokimia pada bahan organik, merupakan titik awal rantai panjang
proses alterasi. Selama proses pembentukan gambut (yang merupakan tahap awal
dalam proses pembentukan batubara), sisa tumbuhan mengalami perubahan, baik
secara fisik maupun kimia. Setelah tumbuhan mati proses degradasi biokimia
lebih berperan. Proses pembusukan (decay)
akan terjadi sebagai akibat kinerja dari mikrobiologi dalam bentuk bakteri anaerobic. Jenis bakteri ini bekerja
dalam suasana tanpa oksigen, menghancurkan bagian lunak dari tumbuhan seperti cellulosa, protoplasma dan karbohidrat. Proses tersebut membuat kayu berubah
menjadi lignit dan bitumina.
8.
g. Sejarah setelah pengendapan
Sejarah cekungan tempat terjadi pembentukan batubara
salah satu faktor di antaranya ditentukan oleh posisi cekungan sedimentasi
tersebut terhadap posisi geoteknik. Makin dekat posisi cekungan sedimentasi
terhadap posisi geoteknik yang selalu dinamis, akan memengaruhi perkembangan
batubara dan cekungan letak batubara berada. Selama waktu itu pula proses
geokimia dan metamorfisme organik akan ikut berperan dalam mengubah gambut
menjadi batubara. Apabila dinamika geoteknik memungkinkan terbentuk perlipatan
pada lapisan batuan yang mengandung batubara dan terjadi pensesaran, proses ini
akan mempercepat terbentuknya batubara dengan rank yang lebih tinggi. Proses ini akan dipercepat apabila dalam
cekungan atau berdekatan dengan cekungan tempat batubara tersebut berada
terjadi proses intrusi magmatis. Panas yang ditimbulkan selama terjadi proses
perlipatan, pensesaran ataupun proses intrusi magmatis, akan mempercepat terjadinya
proses coalification atau sering
disebut sebagai proses permuliaan batubara. Hasil kadar dari proses ini
mengakibatkan terbentuk batubara dengan kadar C (karbon) cukup tinggi dengan
kandungan H2O yang relatif rendah.
9. h. Struktur geologi cekungan
Batubara terbentuk pada cekungan sedimentasi yang sangat
luas, hingga mencapai ratusan hingga ribuan hektar. Berdasarkan sejarah bumi,
batuan sedimen yang merupakan bagian kulit bumi, akan mengalami deformasi
akibat gaya tektonik. Cekungan akan mengalami deformasi lebih hebat apabila
cekungan tersebut berada dalam satu sistem geantiklin
atau geosinklin. Akibat gaya tektonik
yang terjadi pada waktu-waktu tertentu, batubara bersama dengan batuan sedimen
yang merupakan perlapisan di antaranya akan terlipat dan tersesarkan. Proses
perlipatan dan pensesaran tersebut akan menghasilkan panas. Panas yang
dihasilkan akan berpengaruh pada proses metamorfosis batubara, dan batubara
akan menjadi lebih keras dan lapisannya terpatah-patah. Makin banyak perlipatan
dan pensesaran terjadi di dalam cekungan sedimentasi yang mengandung batubara,
secara teoritis akan meningkatkan mutu batubara. Oleh sebab itu, pencarian
batubara bermutu baik, diarahkan pada daerah geosinklin atau geantiklin,
karena di kedua daerah tersebut diyakini kegiatan tektonik berjalan cukup
intensif.
10.
i. Metamorfosa organik
Tingkat
kedua dalam proses pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh
sedimen baru. Apabila telah terjadi proses penimbunan, proses degradasi
biokimia tidak berperan lagi, tetapi mulai digantikan dan didominasi oleh
proses dinamokimia. Proses ini menyebabkan terjadinya perubahan gambut menjadi
batubara dalam berbagai mutu. Peningkatan mutu batubara sangat ditentukan oleh
faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat diakibatkan oleh lapisan sedimen
penutup yang tebal, atau karena tektonik. Waktu ditunjukkan, bilamana bahan
utama pembentuk batubara mulai bergradasi. Makin lama selang waktu semenjak
saat mualai bergradasi hingga berubah menjadi batubara, makin baik mutu
batubara yang diperoleh. Faktor-faktor tersebut mengakibatkan bertambahnya
tekanan dan percepatan proses metamorfosa organik. Proses ini akan mengubah
gambut menjadi batubara sesuai dengan perubahan kimia, fisika dan tampak pula
pada sifat optiknya. Berdasarkan uraian tersebut, dapat diketahui bahwa
terdapat sepuluh parameter yang berpengaruh dalam pembentukan batubara.
2.1.3 Jenis-jenis Batubara
Berdasarkan tingkat proses
pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batubara umumnya
dikelompokkan menjadi:
1. a. Antrasit
Batubara
jenis antrasit merupakan batubara dengan peringkat tertinggi. Antrasit memiliki
nilai kalor di atas 7500 kkl/kg dengan warna hitam berkilauan (luster)
metalik, umumnya lebih keras dan kuat, mengandung antara 86% – 98% unsur karbon
(C) dengan kadar air kurang dari 8% juga kandungan abu dan sufur yang sangat
sedikit namun batubara jenis ini merupakan bagian terkecil dari batubara di
Indonesia.
2. b. Bituminus
Batubara jenis bituminus
terdiri dari tiga golongan, yaitu jenis bituminus dengan kadar zat terbang (volatile matter) rendah, sedang dan
tinggi. Batubara jenis ini biasanya dicampurkan pada briket dengan bahan
pengikat berupa kanji atau semen. Bituminus mengandung 68 – 86% unsur karbon (C) dan berkadar air
8-10% dari beratnya dengan nilai kalor 6000 sampai 7000 kkl/kg. Bituminus memiliki warna hitam mengkilap namun
kurang kompak dengan kandungan air, abu dan sulfur yang sedikit. Di Indonesia, potensi batubara
dengan jenis bituminus merupakan 15% dari cadangan yang ada.
3.
c. Sub-bituminus
Batubara jenis sub-bituminus merupakan peralihan
antara jenis lignit dan bituminus. Batubara jenis ini memiliki warna hitam yang
mempunyai kandungan air, zat terbang, dan oksigen yang tinggi serta memiliki
kandungan karbon yang rendah oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang
efisien dibandingkan dengan bituminus. Sifat-sifat tersebut menunjukkan bahwa
batubara jenis sub-bituminus ini merupakan batubara tingkat rendah.
4. d. Lignit
Lignit merupakan jenis batubara
peringkat rendah dimana kedudukan lignit dalam tingkat klasifikasi batubara
berasa pada daerah transisi dari jenis gambut ke batubara. Lignit atau batubara
coklat adalah batubara yang mengandung air 35-75% dari beratnya dan nilai kalor
yang rendah yaitu sekitar 4000-5000 kkl/kg. Batubara jenis ini lunak sehingga mudah hancur, berdebu dan sangat reaktif. Untuk
menghilangkan sifat-sifat tersebut, batubara jenis ini ditingkatkan mutunya
melalui tahapan proses karbonisasi.
5. e. Gambut (Peat)
Gambut berpori dan memiliki kadar air di atas 75%
serta nilai kalori yang paling rendah.
Tabel 2.1. ASTM Specifications For Solid Fuels (kirk-Othmer, vol.6 dalam Billah, 2010)
Class
|
Group
|
Fixed carbon
|
Volatile
matter
|
Heating
values
|
|
Name
|
Symbol
|
Dry %
|
Dry %
|
Dry basis
(kcal/kg)
|
|
I.Antrachite
|
Meta-antrachite
|
Ma
|
>98
|
>2
|
7740
|
Antrachite
|
An
|
92-98
|
2.0-8.0
|
8000
|
|
semiantrachite
|
Sa
|
86-92
|
8.0-1.5
|
8300
|
|
II.Bituminous
|
Low-volatile
|
Lvb
|
78-86
|
14-22
|
8741
|
Medium
volatile
|
Mvb
|
89-78
|
22-31
|
8640
|
|
High-volatile
A
|
hvAb
|
<69
|
>31
|
8160
|
|
High-volatile
B
|
hvBb
|
57
|
57
|
6750-8160
|
|
High-volatile
C
|
hvCb
|
54
|
54
|
7410-8375
|
|
6765-7410
|
|||||
III.Subbituminous
|
Subbitominous
A
|
SubA
|
55
|
55
|
6880-7540
|
Subbitominous
B
|
SubB
|
56
|
56
|
6540-7320
|
|
Subbitominous
C
|
Sub c
|
53
|
53
|
5990-6860
|
|
IV.Lignite
|
Lignite A
|
Lig A
|
52
|
52
|
4830-6360
|
Lignite B
|
Lig B
|
52
|
52
|
<5250
|
|
2.1.4 Parameter Kualitas Batubara
Kualitas batubara adalah sifat fisika
dan kimia dari batubara yang mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas
batubara ditentukan oleh maseral dan mineral
matter penyusunnya, serta oleh derajat pembatubaraannya (Rank Coalification). Umumnya, untuk menentukan
kualitas batubara dilakukan analisa kimia pada batubara yang diantaranya berupa
analisis proksimat dan
analisis ultimat. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlah air (moisture), zat terbang (volatile matter), karbon
padat (fixed carbon),
dan kadar abu (ash),
total
sulfur, nilai kalor, hardgrove
grindability index sedangkan
analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada batubara
seperti: karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga
unsur jarang (Muchjidin,
2006). Parameter-parameter kualitas dari batubara adalah sebagai berikut:
1.
Kandungan
air (moisture)
Moisture didefinisikan sebagai air yang dapat dihilangkan bila
batubara dipanaskan sampai 105oC. Kandungan air sangat dipengaruhi oleh
faktor keadaan seperti ukuran butir dan faktor iklim. Kandungan air dalam
batubara dapat berbentuk:
a. Air bebas (Free Moisture)
Air bebas adalah air yang terikat secara mekanik dengan
batubara pada permukaan dalam rekahan atau kapiler yang mempunyai tekanan uap normal. Batubara mempunyai sifat
hidrofobik yaitu ketika batubara dikeringkan, maka batubara tersebut sulit
menyerap air, sehingga tidak akan menambah jumlah air internal. Jumlah kandungan air bebas
secara prinsip tergantung dari kondisi yaitu dari lembab sampai kering. Hal
tersebut juga tergantung dari penambangan, benefisiasi, transportasi,
penanganan, dan penyimpanan juga distribusi ukuran butirnya. Semakin halus butir batubara, maka semakin
luas jumlah permukaan butir secara keseluruhan, sehingga makin banyak pula air
yang menempel (Wahyudiono,
2003).
b. Air bawaan (inherent
moisture)
Air bawaan adalah air yang
terikat secara fisik pada struktur pori-pori bagian dalam batubara dan
mempunyai tekanan uap yang lebih rendah daripada tekanan uap normal. Semua batubara mempunyai pori-pori berupa pipa kapiler.
Dalam keadaan alami, pori-pori ini dipenuhi oleh air. Kandungan
air bawaan berada pada mikro pori, yang mempunyai tekanan lebih rendah dari
tekanan uap normal. Kandungan air bawaan ini penting diketahui, karena dapat digunakan
untuk mengindikasi peringkat batubara. Batubara makin tinggi kandungan air
bawaannya, peringkatnya
makin rendah.
Kandungan
air dalam batubara baik air bebas maupun air bawaan merupakan faktor yang
merugikan karena memberikan pengaruh yang negatif terhadap biaya transportasi
dan proses pembakarannya. Penurunan kadar air dalam batubara dapat dilakukan
dengan cara mekanik atau perlakuan panas. Kadar air bebas dapat dikurangi
secara efektif dengan cara mekanik, sedangkan penurunan kadar air bawaan harus
dilakukan dengan cara pemanasan. Kandungan moisture
pada batubara sangat penting, karena dalam penjualan batubara nilai tersebut
sangat diperhatikan dan menentukan harga dari batubara tersebut.
2.
2. Kandungan Abu (Ash Content)
Komposisi batubara
bersifat heterogen, terdiri dari unsur organik (berasal dari
tumbuh-tumbuhan) dan senyawa anorganik, yang merupakan hasil rombakan batuan yang
ada di sekitarnya, bercampur selama proses transportasi, sedimentasi dan proses
pembatubaraan (coalification). Apabila batubara dibakar,
senyawa anorganik yang ada diubah menjadi senyawa oksida yang berukuran butir
halus dalam bentuk abu. Abu hasil pembakaran batubara ini, yang dikenal sebagai
ash content (kandungan abu). Abu ini
merupakan kumpulan dari bahan-bahan pembentuk batubara yang tidak dapat
terbakar (non combustible materials),
atau yang dioksidasi oleh oksigen (Siswati
dan Festiani, 2010). Batubara
tidak mengandung abu tetapi mengandung mineral
matter dan abu merupakan sisa pembakaran dari batubara. Kadar abu pada batubara dapat mempengaruhi jumlah bahan bakar
yang dibutuhkan. Pengaruh abu juga kurang baik terhadap nilai kalor, jika
semakin tinggi nilai kadar abunya maka akan semakin rendah nilai kalor dari
suatu batubara. Batubara yang memiliki
kandungan total abu kurang dari 8% disebut low
ash coal sedangkan batubara yang memiliki kandungan total abu sebanyak
8%-15% disebut medium ash coal (Wood et al, 1983).
Seperti telah diketahui bahwa kadar
batubara terdiri: air, material
batubara (coal matter) dan material
bukan batubara (mineral matter). Mineral matter terdiri atas 2 macam
yaitu material mineral
bawaan (inherent mineral matter)
serta material mineral dari luar batubara (extraneous
mineral matter). Inherent mineral matter
berhubungan dengan tumbuh-tumbuhan yang hidup di rawa-rawa dan sulit dipisahkan
dari batubara. Extraneous Mineral Matter
terjadi saat terambil waktu penambangan (parting),
yang terbawa waktu terjadi banjir ke lapisan batubara pada waktu pembentukannya.
Extraneous Mineral Matter dapat
dipisahkan dari batubara dengan proses pencucian. Jika batubara dipanaskan maka
mineral matter tersebut akan
mengalami perubahan secara kimia menjadi abu. Perubahan secara kimia tersebut
antara lain sebagai berikut:
a.
Kehilangan
air dari senyawa-senyawa yang mengandung hidrogen
b.
Kehilangan
CO2 dari karbonat
c.
Oksidasi
FeS2 menjadi besi sulfida dan magnesium oksida
d.
Penguapan
dan penguraian dari alkali chloride
Pada material lain mungkin ash
bisa mencerminkan langsung mineral matter
yang terkandung dalam material yang dibakar tersebut. Akan tetapi dalam batubara
hal tersebut tidak selamanya terjadi karena terjadinya reaksi–reaksi kimia selama
pembakaran, sehingga nilai ash yang diperoleh relatif lebih kecil dibanding dengan
nilai mineral matter yang sebenarnya (persamaan
2.1 dan 2.2).
Secara
umum untuk memperkirakan jumlah mineral matter dapat dicari dengan menggunakan
rumus sebagai berikut:
MM
= 1,1 x A ........................................................... (2.1)
atau
MM
= 1,08 + 0,55 S .................................................... (2.2)
dimana:
MM = Mineral Matter
A = kandungan
abu
S = kandungan sulfur
3. 3. Zat Terbang (Volatile Matter)
Zat
terbang merupakan zat aktif yang menghasilkan energi atau panas apabila
batubara tersebut dibakar. Zat terbang ini umumnya terdiri dari gas-gas yang
mudah terbakar seperti hidrogen (H), karbon monoksida (CO) dan metana (CH4). Dalam
pembakaran batubara dengan zat terbang tinggi akan mempercepat pembakaran
karbon padatnya, sebaliknya zat terbang rendah akan mempersulit proses
pembakaran.
Zat
terbang terdiri dari combustible
gasses
(gas-gas yang mudah terbakar) seperti gas hidrogen, CO, dan CH4
serta gas-gas yang dapat dikondensasikan seperti tar dengan sejumlah kecil
gas-gas yang tidak terbakar seperti CO2 dan air yang terbentuk
karena hasil dehidrasi dan kalsinasi. Zat terbang juga dapat digunakan sebagai
ukuran untuk menentukan peringkat batubara. Pengaruhnya dalam preparasi
batubara adalah jika kandungan zat terbang tinggi (>24%) maka batubara akan
mudah terbakar. Untuk mengatasi hal tersebut sebaiknya batubara tidak dilakukan
penggerusan terlalu halus, karena sangat berpotensi untuk mudah meledak.
4. 4. Karbon Tetap (Fixed Carbon)
Karbon tetap merupakan karbon yang
tertinggal sesudah kandungan air dan zat terbangnya hilang. Dengan adanya
pengeluaran kandungan air dan zat terbang maka karbon tertambat secara otomatis
akan naik, sehingga makin tinggi kandungan karbonnya kelas batubara makin baik.
Fixed carbon adalah parameter yang tidak ditentukan secara analisis
melainkan
merupakan selisih 100 % dengan jumlah kadar moisture,
ash dan volatile matter. Fixed carbon ini tidak sama dengan total carbon pada analisis
ultimate. Perbedaan yang
cukup
jelas
bahwa fixed
carbon merupakan
kadar karbon
pada temperatur penetapan volatile
matter tidak menguap dan
karbon yang menguap pada temperatur tersebut termasuk
kedalam volatile matter, sedangkan total
carbon yang ditentukan pada ultimate analysis
merupakan semua karbon dalam batubara kecuali karbon yang
berasal dari
karbonat. Sebagai
komponen dari analisa proksimat, fixed carbon dihitung menggunakan
rumus:
FC = 100 – ( A
+ VM + IM ) ..................................... (2.3)
Keterangan:
FC = Fixed
Carbon
A = Ash Content
VM = Volatile Matter
IM = Inherent
Moisture
Rasio
fixed carbon dengan volatile matter (zat terbang) disebut
dengan “FR” (Fuel Ratio). FR juga
dapat digunakan sebagai pegangan untuk menentukan peringkat batubara.
5. 5. Nilai Kalori
Panas
yang dilepaskan oleh batubara bila dibakar di udara merupakan besaran yang
sangat penting dalam menganalisis batubara. Energi yang dibebaskan ini berasal
dari adanya interaksi eksotermis senyawa hidrokarbon dengan oksigen. Material
lainnya seperti moisture, nitrogen,
sulfur dan zat mineral juga mengalami perubahan kimia, tetapi kebanyakan
reaksinya endotermis dan akan mengurangi energi yang sebenarnya ada dalam
batubara.
Nilai kalori yaitu besarnya panas
yang dihasilkan dari pembakaran batubara, yang dinyatakan dalam Kkal/kg,
BTU/lb,MJ/kg. Dalam penentuan nilai kalori batubara digunakan alat Calorymeter System. Dalam penentuan
nilai kalori batubara ada bermacam basis analisis dan pengujian dilakukan untuk
menunjukkan parameter kualitas batubara. Data hasil analisa nilai kalori
batubara dapat dilaporkan dalam beberapa macam dasar pelaporan sesuai keperluan
analisis tersebut. Dasar pelaporan analisis kualitas batubara yang biasa digunakan
yaitu:
a. CV adb (Calorific Value Air Dried Basis), Air dried
basis merupakan dasar pelaporan analisis kualitas batubara dimana sampel
dianalisis sesuai dengan keadaan basis kering udara.
b. CV ar (Calorific Value As Received), As received adalah dasar pelaporan
analisis kualitas batubara dimana sudah tidak mengandung total moisture dan inherent
moisture.
................................................ (2.4)
Keterangan:
CV ar = Calorific
Value As Received
TM = Total Moisture
IM = Inherent
Moisture
c. CV daf (Calorific Value Dry As Free), Dry as free adalah
dasar pelaporan analisis kualitas batubara dengan basis kering dan bebas dari ash.
........................................ (2.5)
Keterangan:
CV daf = Calorific
Value Dry As Free
Ash = Ash
Content (Kandungan abu)
IM =
Inherent Moisture
d. CV db (Calorific Value Dry Basis), Dry basis adalah
dasar pelaporan analisis kualitas batubara untuk sampel yang telah dibebaskan
dari total moisture.
.............................................. (2.6)
Keterangan:
CV db = Calorific
Value Dry Basis
IM = Moisture Content
e. CV dmmf (Calorific Value Mineral Matter Free), Dry
mineral matter free adalah dasar
pelaporan analisis kualitas batubara dalam kondisi sampel bebas dari total moisture dan mineral matter (ash dan volatile mineral matter) (Sudarsono,
2003).
Tabel 2.2. Rumus perhitungan hasil analisis pada
basis berbeda (British Standards Institution
(BS1016))
Wanted
|
As
Analysed
|
As
Received
|
Dry
|
Dry,
Ash Free
|
Dry,
Mineral Matter Free
|
|
Given
|
(adb)
|
(ar)
|
(db)
|
(daf)
|
(dmmf)
|
|
As
Analysed
|
-
|
|||||
(adb)
|
||||||
As
Received
|
-
|
|||||
(ar)
|
||||||
Dry
|
-
|
|||||
(db)
|
||||||
Dry,
Ash Free
|
-
|
|||||
(daf)
|
||||||
Dry,
Mineral Matter Free
|
-
|
|||||
(dmmf)
|
||||||
2.1.5 Pemanfaatan
Batubara
Ditinjau dari segi pemanfaatannya,
batubara dapat dibagi menjadi tiga golongan (Muchjidin, 2006), yakni:
1.
Batubara untuk bahan
bakar, disebut batubara bahan bakar (steaming
coal, fuel coal, atau energy coal). Batubara
sebagai energi alternatif yang dapat menggantikan sebagian
besar peranan yang diambil oleh minyak. Batubara merupakan
bahan bakar murah bahkan kemungkinan besar yang termurah dihitung persatuan energi. Batubara ini memiliki nilai yang strategis dan potensial untuk
memenuhi sebagian
besar energi dalam negeri. Batubara sebagai bahan bakar digunakan pada industri kereta api, kapal
laut, pembangkit tenaga
listrik, dan industri semen (Sukandarrumidi,
1995). Penggunaan
batubara dalam bentuk briket untuk keperluan rumah tangga dan industri kecil. Batubara dalam
bentuk briket ini
merupakan bahan yang sangat potensial untuk menggantikan minyak tanah maupun kayu bakar yang
masih banyak digunakan didaerah
pedesaan. Dengan beralihnya kebiasaan
membakar kayu bakar ke briket batubara masalah ekologi air tanah akan mendapat bantuan yang tak
terhingga (Fadarina, 1997).
2.
Batubara bitumen untuk
pembuatan kokas, disebut batubara kokas (coking
coal).
3.
Batubara untuk dibuat
bahan-bahan dasar energi lainnya, disebut batubara konversi (conversion coal).
0 komentar:
Posting Komentar