Bahan Galian Batubara & Penjelasannya

1. Apa itu Batubara?

Batubara merupakan salah satu jenis bahan bakar fosil yang saat ini masih banyak digunakan. Secara umum, batubara digunakan sebagai bahan bakar alternatif pada industri, terutama industri dengan skala besar yang memerlukan sumber daya yang terjangkau. Dalam pengertiannya, bahan bakar fosil yang satu ini merupakan batuan sedimen yang terbentuk dari endapan organik. Penyusun utama endapan tersebut adalah sisa-sisa tumbuhan yang kemudian terbentuk melalui proses panjang. Unsur utama penyusun batubara adalah karbon, oksigen dan hidrogen. Unsur inilah yang membuat batubara bisa diandalkan sebagai sumber energi. Meskipun bisa digunakan menjadi sumber energi alternatif yang terjangkau, batubara sendiri memiliki beberapa macam jenis yang berbeda. Adapun perbedaan jenis batubara dipengaruhi oleh kualitasnya.

(Tribakthi.com)

 

2. Ganesa

Genesa Batubara Batubara adalah batuan sedimen (padatan) yang dapat terbakar, berwarna coklat sampai hitam yang selanjutnya terkena proses fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun sehingga mengakibatkan pengkayaan kandungan karbonnya (Anggayana, 2002). Secara garis besar, batubara terdiri dari zat organik, air dan bahan mineral. Untuk menjadi batubara, ada beberapa tahapan penting yang harus dilewati oleh batuan dasar pembentuknya.

 

Tahapan penting tersebut yaitu: tahap pertama adalah terbentuknya gambut (peatification) yang merupakan proses mikrobial dan perubahan kimia (biochemical coalification). Serta tahap berikutnya adalah proses-proses yang terdiri dari perubahan struktur kimia dan fisika pada endapan pembentukan batubara (geochemical coalification) karena pengaruh suhu, tekanan dan waktu. Ada enam parameter yang mengendalikan pembentukan batubara, yaitu adanya sumber vegetasi, posisi muka air tanah, penurunan yang terjadi bersamaan dengan pengendapan, penurunan yang terjadi setelah pengendapan, kendali lingkungan geoteknik endapan batubara dan lingkungan pengendapan terbentuknya batubara. Model geologi untuk pengendapan batubara menerangkan hubungan antara genesa batubara dan batuan sekitarnya baik secara vertikal maupun lateral pada suatu cekungan pengendapan dalam kurun waktu tertentu (Diessel, 1992).

 

Proses Pembentukan Batubara Batubara berasal dari tumbuhan yang disebabkan karena adanya proses-proses geologi, kemudian berbentuk endapan batubara yang dikenal sekarang ini. Bahan - bahan tumbuhan mempunyai komposisi utama yang terdiri dari karbon dan hidrogen. Selain itu, terdapat kandungan mineral nitrogen. Substansi utamanya adalah cellulose yang merupakan bagian dari selaput sel tumbuhan yang mengandung karbohidrat yang tahan terhadap perubahan kimiawi. Pembusukan 6 dari bahan tumbuhan merupakan proses yang terjadi tanpa adanya oksigen, kemudian berlangsung di bawah air yang disertai aksi dari bakteri, sehingga terbentuklah arang kayu. Tidak adanya oksigen menyebabkan hidrogen lepas dalam bentuk karbondioksida atau karbonmonoksida dan beberapa dari keduanya berubah menjadi metan. Vegatasi pada lingkungan tersebut mati kemudian terbentuklah peat (gambut). Kemudian gambut tersebut mengalami kompresi dan pengendapan di antara lapisan sedimen dan juga mengalami kenaikan temperatur akibat geothermal gradient. Karena banyaknya unsur oksigen dan hidrogen yang terlepas maka unsur karbon relatif bertambah yang mengakibatkan terjadinya lignit (brown coal). Kemudian dengan adanya kompresi yang terus menerus serta kenaikan temperatur maka terbentuklah batubara subbituminus dan bituminus dengan tingkat kalori yang lebih tinggi dibandingkan dengan brown coal. Bumi tidak pernah berhenti, oleh karena itu kompresi terus berlangsung diiringi bertambahnya temperatur sehingga moisture sangat sedikit serta unsur karbon yang banyak merubah batubara sebelumnya ke tingkat yang lebih tinggi, yaitu antrasit yang merupakan kasta tertinggi pada batubara (Cook, 1982).

 

Sumber : PEG0078_4_125037.pdf (itera.ac.id)

 

 

2. Jenis - Jenis Batubara

Salah satu unsur yang sangat berpengaruh pada kualitas batubara adalah kandungan kalori di dalamnya. Hal ini disebabkan karena peran penting kalori yang akan menciptakan energi panas ketika batubara tersebut digunakan. Dalam hal ini, semakin tinggi kandungan kalori suatu batubara, maka kualitas batubara tersebut akan semakin baik. Oleh karenanya, proses klasifikasi jenis batubara yang tersedia didasarkan pada kandungan kalorinya.

 

a.JENIS DAN KUALITAS BATUBARA MENURUT SNI

Salah satu indikator yang digunakan untuk menentukan kualitas dari batubara adalah merujuk pada Standar Nasional Indonesia. Dalam hal ini, sesuai dengan standar yang dibakukan, batubara dengan indikator SNI dibedakan menjadi dua, yaitu:

1). BROWN COAL

Brown coal atau batubara energi rendah adalah jenis batubara pertama yang disebut SNI. Seperti namanya, jenis batubara ini memiliki peringkat yang rendah dan memiliki karakteristik cenderung lunak, rapuh, serta mengandung kadar air yang cukup tinggi.

Selain itu, brown coal terdiri atas batubara energi rendah lunak serta batubara lignite yang memperlihatkan struktur kayu. Dilihat dari jumlah kalori, brown coal memiliki nilai kalori <7000 per gram dalam bentuk dry-ASTM.

2). HARD COAL

Jenis batubara lain menurut SNI adalah hard coal atau batubara energi tinggi. Dalam hal ini, semua jenis batubara yang memiliki peringkat lebih tinggi dari brown coal yang memiliki karakteristik kompak, lebih keras, dan memiliki kadar air yang relatif rendah termasuk dalam kategori hard coal.

Karakteristik lain dari hard coal diantaranya adalah struktur kayu sudah tidak kelihatan lagi dan relatif tahan terhadap kerusakan fisik yang muncul karena penanganannya. Jika dilihat dari nilai kalori, maka hard coal memiliki kalori >7000 per gram dalam bentuk dry-ASTM.

 

b. JENIS DAN KUALITAS BATUBARA MENURUT ASTM

ASTM atau American Society for Testing and Materials membagi jenis dan kualitas batubara dengan lebih banyak poin. Adapun beberapa jenis dan kualitas batubara menurut ASTM diantaranya adalah sebagai berikut:

1). RANK ANTHRACITIC

Jenis batubara yang berkualitas baik disebut rank anthracitic dalam standard yang digunakan oleh ASTM. Rank batubara ini dianggap memiliki kualitas yang paling baik karena memiliki persentase fixed carbon sebesar 86% hingga 98%.

Batubara yang masuk dalam rank anthracitic terdiri dari beberapa grup yang berbeda, yaitu:

-        Meta – anthracite

Meta – anthracite adalah grup batubara rank anthracite yang memiliki kualitas dan mutu yang paling baik. Jenis batubara ini memiliki kandungan fixed carbon hingga 98% serta memiliki kandungan volatile matter sekitar <2% dalam keadaan dry.

-        Anthracite

Anthracite adalah grup batubara dalam anthracite yang memiliki kualitas cukup baik. Jenis batubara ini memiliki kandungan fixed carbon dengan persentase sekitar >92% hingga <98%. Selain itu, persentase kandungan volatile matter di dalamnya adalah sekitar >2% hingga <8% dalam keadaan dry.

-        Semi – anthracite

Semi – anthracite merupakan grup batubara dalam rank anthracite yang memiliki kualitas kurang baik. Jenis batubara semi – anthracite mengandung fixed carbon dengan persentase sekitar >86% hingga <92%. Selain itu, kandungan volatile matter dalam batubara ini adalah sekitar >9% hingga <14% dalam keadaan dry.

Ketiga jenis batubara di atas adalah ragam jenis batubara yang termasuk dalam rank anthracite. Masing-masing jenis batubara memiliki kandungan fixed carbon yang berbeda dan berpengaruh pada kualitasnya.

 

2). RANK BITUMINOUS

Jenis batubara lain dalam standard yang digunakan ASTM adalah rank bituminous. Secara singkat, batubara yang berada dalam rank bituminous ini memiliki persentase fixed carbon sekitar <69% hingga <86%. Juga, kandungan volatile matter dalam batubara adalah sekitar >32% hingga <22%.

Batubara rank bituminous terdiri atas beberapa grup, yaitu:

-        Low – volatile bituminous

Low – volatile bituminous merupakan batubara yang masuk dalam rank bituminous dengan memiliki kandungan fixed carbon sekitar >78% hingga <86%. Sementara kandungan volatile matter dalam batubara ini adalah sekitar >14% hingga <22% dalam keadaan dry.

-        Medium – volatile bituminous

Medium – volatile bituminous merupakan grup batubara dalam rank bituminous yang memiliki kandungan fixed carbon sebesar >69% hingga 78%. Selain itu, jenis batubara ini memiliki kandungan volatile matter sebesar >22% hingga <31% dalam keadaan dry.

-        High – volatile bituminous

High – volatile bituminous adalah grup batubara rank bituminous dengan posisi paling rendah. Grup ini dibagi menjadi beberapa jenis, yaitu:

-        rank A memiliki persentase fixed carbon <69%, volatile matter >31%, dan nilai kalori >14000 BTU/lb dalam keadaan dry.

-        rank B memiliki nilai kalori >13000 BTU/lb hingga <14000 BTU/lb dalam keadaan dry.

-        rank A nilai kalori >11500 BTU/lb hingga 13000 BTU/lb dalam keadaan dry.

Demikian beberapa ulasan tentang macam dan jenis batubara yang perlu diketahui. Sebenarnya, ada satu lagi jenis rank batubara, yaitu rank lignite yang merupakan batubara dengan kualitas paling rendah.

Sumber : Tribhakti.com

 

 

3. Kualitas Batubara

Parameter Uji Kualitas Batubara

Baik buruknya suatu kualitas batubara ditentukan oleh penggunaan batubara itu sendiri. Batubara yang berkualitas baik untuk penggunaan tertentu, belum tentu baik pula untuk penggunaan yang lainnya, begitu juga sebaliknya. Parameter pengujian kualitas batubara dilakukan sesuai dengan keperluan penggunaan batubara. Parameter parameter tersebut antara lain:

Total Moisture

Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada :

Peringkat Batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau semakin padat batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya.

Size Distribusi. Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakiin tinggi surface-moisture nya. Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang diikarenakan naiknya surface moisture.

Kondisi Pada saat Sampling. Total Moisture dapat dipengaruhii oleh kondisi pada saat batubara tersebut di sampling. Yang termasuk dalam kondisii sampling adalah size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil dan cuaca pada saat pengambilan sample.

 

Analisis Proximate

Analisis proximate dilakukan untuk menentukan jumlah Air Dried Moisture, dan Ash Content (kadar abu), Volatile Matter (zat terbang):

Moisture (kadar kelembaban). Hasil analisis untuk kelembaban terbagi menjadi free moisture (FM) dan inherent moisture (IM). Jumlah dari keduanya disebut dengan total moisture (TM). Kadar kelembaban mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya. Batubara berkadar kelembaban tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak untuk mengeringkan batubara tersebut pada suhu yang ditetapkan oleh output pulverizer.

Ash Content (kadar abu). Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, melainkan mengandung mineral matter. Namun sebagian mineral matter dianalisa dan dinyatakan sebagai kadar Abu atau Ash Content. Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri dari inherent dan extarneous. Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara dan keberadaan dalam batubara terikat secara kimia dalam struktur molekul batubara Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar batubara.

Volatile Matter (Zat Terbang). Volatile matter/ zat terbang, adalah bagian organik batubara yang menguap ketika dipanaskan pada temperature tertentu. Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya. Volatile matter dalam batubara dapat ijadikan sebagai indikasi reaktifitas batubara pada saat dibakar.

Analisis ultimate

Analisis ultimate dilakukan untuk menentukan jumlah karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), belerang (S). Analisis ultimat digunakan untuk mempermudah penentuan reaksi yang terjadi dan penghitungan neraca panas (heat balance).

Total Sulfur

Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak dinginkan, karena Sulfur dapat 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. Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkan masalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi tersebut misalnya pada proses pengolahan Nikel seperti di PT. INCO. Dan juga pada proses Coal Liquefaction (Pencairan Batubara).

Calorific Value

Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. Nilai kalori batubara dapat dinyatakan dalam satuan: MJ/Kg, Kcal/kg, BTU/lb. Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan dalam Gross dan Net. Nilai Kalori Batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya.

Hardgrove Grindability Index (HGI)

HGI adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverize sampai ukuran 200 mesh atau 75 micro. Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organic batubara seperti jenis maceral dan lain-lain. Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi apat menaikan nilai HGI. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan moisture.

Sumber : Thermalindo.com