PREPARASI SAMPLE BATUBARA
PREPARASI DAN PENGUJIAN SAMPLE BATUBARA
Bagaimana preparasi sample yang bena be narr ? Yang pen entting diketahui sebelum mel ela akukan preparasi prepa rasi sample: Berapa tingkat variasi kualitas dari batubara? Berapa top size batubara tersebut ? Apa metode Standard yang dipersyaratkan ? Untuk analisa apa sample dipersiapkan ? Berapa jumlah partai sample batubara tersebut?
Preparasi Prepar asi sam sample ple bat batuba ubara ra adal adalah ah rang ra ngka kaia ian n ta taha hapa pan n pe peng ngur uran anga gan n berat dan ukuran dari gross samp sa mple le se seca cara ra si sist stem emat atis is sampai pada berat dan ukuran yang sesuai untuk analisa di laboratorium.
TAHAPAN PROSES PREPARASI SAMPLE • Air Drying/Pengeringan • Crushing/Pengecilan ukuran butiran • Mixing/Pencampuran sample • Dividing/Pengecilan berat sample Metoda Preparasi Sample : Off-line sample preparation
On-line sample preparation
ONLINE SAMPLE PREPARATION
SECONDARY SAMPLING PLANT SECONDARY SAMPLER
HAMMER CRUSHER
PENGERINGAN UDARA (AIR DRYING) SAMPLE
CONTOH FLOW CHART PREPARASI SAMPLE GROSS SAMPLE
1. Tujuannya : Untuk menghitung hasil Persentase Air Dry Loss atau Free Moisture Untuk memudahkan batubara dicrusher atau dimill 2. Air dried/pengeringan udara sample tidak boleh lebih dari 40 derajat Celcius dengan waktu terbatas untuk menghindari terjadinya oksidasi dan perubahan kualitas.
TIMBANG, KERINGKAN DAN TENTUKAN KADAR AIR DRY L OSS (ADL) CRUSH KE 4.75 MM ADUK DAN BAGI DENGAN RSD
SAMPLE GA KERINGKAN DALAM OVEN MAX. 35 C
SAMPLE HGI KERINGKAN DALAM OVEN MAX. 35 C
MILL 0,212 mm
PENGUJIAN HGI
°
SAMPLE RESIDUAL MOISTURE
SAMPLE UNTUK GA/HGI FILE
°
ISO /BS
ASTM SPOT CONTOH
SPOT CONTOH
RM UNDER AIR OVEN 107 C °
200 GRAM UNTUK ANALISA
SISANYA DISIMPAN
200 GRAM LAB RM UNDER NITROGEN
SISANYA DISIMPAN
OVEN 107 C °
3. Perlakuan air dry loss sample diequilibrium di ruangan laboratorium terlebih dahulu sebelum penimbangan akhir dan proses preparasi selanjutnya agar tidak ada perubahan air dry loss.
Masalah yang mungkin terjadi dalam proses pengeringan udara (air-drying) sample :
Pencatatan berat sample salah. Jika contoh dibiarkan di lokasi berangin, butiran yang halus bisa hilang/terbang. Kelebihan waktu pengeringan.
Pengeringan diatas 40 C. Kurangnya waktu pengeringan sehingga menyebab-kan sample lengket di Crusher atau Mill.
°
Pengeringan (Air Drying) Sample dengan Drying Oven
Crushing / Pengecilan Ukuran Butiran
Crushing / Pengecilan Ukuran Butiran Tujuan Crushing : • Memperkecil ukuran butiran sample tanpa menyebabkan perubahan apapun terhadap berat sample, agar mencapai ukuran yang dipersyaratkan dalam pengujian. • Meningkatkan homogenitas sample. Alat yang digunakan : Roll Crusher Hammer Crusher Jaw Crusher Raymond Mill Plate mill/coffee mill (HGI)
Crusher ataupun mill dirancang sedemikian rupa sehingga tidak menimbulkan kontaminasi ataupun penurunan kualitas selama proses.
Roll Crusher, Jaw crusher dan Hammer Crusher digunakan untuk memperkecil ukuran dari 50 mm menjadi 11.2 mm, 4.75 mm atau 2.36 mm. free Dalam proses crushing perlu diperhatikan aspek kadar moisture untuk menghindari loss moisture pada s aat proses crushing.
Raymond Mill digunakan untuk menghancurkan sample sampai ukuran 0.250 mm (No. 60) untuk analisa laboratorium.
Crushing / Pengecilan Ukuran Butiran
Cara kerja setiap peralatan crusher : Crusher dengan jalan penghancuran sample mill menghaluskan sample oleh putaran Raymond hammer yang sangat tinggi melewati suatu ayakan. Plate mill atau coffee mill adalah penggerusan sample antara dua lempengan. Pengkondisian crusher berarti memasukkan sedikit sample ke crusher terlebih dahulu sebelum proses crushing untuk keseluruhan sample. Pengkondisian crusher sebelum digunakan bertujuan untuk menghindari kontaminasi dan hilangnya kadar air.
Dividing/Pengecilan Berat Sample
Mixing / Pencampuran
Tujuan mixing ialah mencampur sample tersebut supaya lebih homogen. Pencampuran ini dapat dilakukan secara manual atau mechanical, dan biasanya diulangi sampai tiga kali. Untuk mengecek apakah pencampuran/ pengadukan sample itu sempurna dapat dilakukan dengan menganalisa bagian-bagian sample tersebut dan membandingkan hasilnya (ash content).
Manual Increment
Tujuan Dividing : sample untuk menda Proses pengecilan berat dari gross patkan sample yang representatif tanpa harus memper-kecil ukuran butiran. Meningkatkan homogenitas sample. Memenuhi berat sample yang dipersyaratkan. Metode yang digunakan : Manual Manual Increment Riffle Splitter Coning-Quatering
Mekanik : Rotar y Sample Divider Oscillating.
Manual Increment
• Sample ditebarkan di atas tempat yang bersih dan permukaannya halus. • Kemudian sample tersebut dibagi dalam beberapa segmen. • Tiap segmen diambil samplenya. kemudian dikombinasikan/digabung.
Crushing / Pengecilan Ukuran Butiran menggunakan Hammer Crusher
Sample
ini
• Pada umumnya metode ini hanya dipakai untuk sample division batubara yang ukurannya > 25 mm.
ROTARY SAMPLE DIVIDER
RIFFLE • Pengecilan jumlah sample ini dilakukan dengan membagi-bagi batubara dengan riffle, berupa sekat-sekat yang berlawanan. • Jumlah lubang riffle ini harus minimal 16 buah dan ukuran lubangnya adalah 3 x ukuran top size sample batubara tersebut. • Metode ini banyak batubara < 11.2 mm.
digunakan
untuk
ukuran
• Pembagian contoh dilakukan dengan cara memasukkan sample kedalam hopper Rotary Sample Divider sehingga sample mengalir dengan bebas. • Jumlah pengambilan minimum 20 increment untuk setiap segmen, bila sample tercampur sempurna. • Biasanya Rotary Sample Divider dibagi menjadi 6 atau 8 segmen. • Setiap segmen diambil sesuai dengan kebutuhan. • Metode ini banyak digunakan untuk ukuran batubara < 11.2 mm. • Sebelum penggunaan RSD yang baru harus dilakukan variance test masing-masing bucket/canister.
CONING - QUARTERING • Pembagian contoh secara quartering, dilakukan dengan menumpahkan batubara di tempat yang bersih, yang bentuknya seperti kerucut. • Kemudian kerucut itu didatarkan dan kemudian dibagi dalam 4 (empat) segmen. • Dari empat segmen tadi diambil 2 segmen yang berlawanan. • Cara ini dilakukan berulang-ulang sehingga jumlah contoh sesuai dengan yang disyaratkan.
Pembagian sample menggunakan Rotary Sample Divider
Berat Sample Minimum setelah pembagian (ISO Standard)
PENYIMPANAN FILE SAMPLE
Ukuran Batubara (mm)
General Analysis Sample (Kg)
Moisture Sample (Kg)
150
2600
500
125
1700
350
90
750
125
63
300
60
45
125
25
31.5
55
10
22.4
32
7
11.2
13
2.5
8.0
6
1.5
5.6
3
1.2
4.0
1.5
1
2.8
0.65
0.65
2.0
0.25
-
1.0
0.10
-
• File sample harus disimpan untuk tujuan tertentu dikemudian hari. • Masa penyimpanan sample tergantung kebutuhan. Sample Explorasi – paling lama 6 bulan kemudian diserahkan ke pelanggan Sample Produksi/Shipment – 3 s/d 6 bulan. • Untuk menjaga integritas sample, menghindari deteriorasi dan atau oksidasi, maka sebaiknya sample: Disimpan dalam kantong plastik ganda. Disimpan dalam freezer Disimpan dalam air atau nitrogen • Untuk memudahkan pencarian, sample diberi label yang mengambarkan identitas sample dengan jelas : No. Referensi Kode sample atau Nama Tongkang/Kapal Nama Pelanggan Tanggal Sampling Jenis Sample (GA/HGI/RM)
Pengoperasian Timbangan
PENYIMPANAN FILE SAMPLE D ALAM FREEZER CONTAINER
1. Pindahkan benda dari permukaan timbangan dan bersihkan bagian bawah pinggan. 2. Pastikan posisi timbangan rata dengan mengamati gelembung udara. Atur jika diperlukan sehingga gelembung udara berada dalam lingkaran. 3. Hidupkan timbangan dan tekan “TARE” untuk mengenolkan. Jika timbangan tidak stabil, cek bahwa tidak ada kotoran dan timbangan bersih 4. Letakkan benda yang ditimbang pada bagian tengah permukaan timbangan, tunggu sampai penunjukan angka stabil 5. Catat beratnya pada lembar kerja 6. Angkat bendanya dan cek bahwa penunjukan angka kembali ke nol.
TOTAL MOISTURE
TOTAL MOISTURE 1. Hal terpenting dalam penanganan sample untuk pengujian Total Moisture : Proses pengumpulan, penanganan, pengecilan dan pembagian sample harus dilakukan secara cepat dan sesingkat mungkin untuk mencegah perubahan hasil total moisture/hilangnya kadar air.
Sample disimpan dalam tempat yang tertutup rapat untuk mencegah perubahan hasil total moisture/ hilangnya kadar air akibat dari pengaruh udara sekitar, hujan, angin dan sinar matahari atau bahan bahan penyerap.
2. Kegunaan pengujian total moisture : Sebagai ukuran kualitas batubara Ditulis dalam kontrak sebagai faktor pinalti ter hadap berat Digunakan untuk konversi ke basis “as received”.
• Moisture (air) ada dalam batubara sebagai inherent moisture, surface atau free moisture, air terikat di mineral matter dan dekomposisi moisture. Pengukuran secara analisa yaitu moisture holding capacity, total moisture, air dry loss, residual moisture dan moisture in analysis sample. • Total Moisture adalah total moisture dalam sample batubara pada saat pemeriksaan. • Total moisture dipengaruhi oleh cuaca, metode penambangan, pengolahan, penumpukan dan tranportasi • Total moisture dapat ditentukan melalui metode satu tahap atau dengan metoda dua tahap.
TOTAL MOISTURE • Pengunaan metoda tergantung kondisi sample. Bila kondisi sample cukup kering dan dapat langsung crushing dan dividing, maka digunakan metoda satu tahap.
TOTAL MOISTURE • Kesalahan-kesalahan
dalam
pengujian
total
moisture adalah
• Metoda satu tahap adalah pengeringan sample ukuran 11,2 mm pada 107 o C dalam kondisi standard.
Sample tetap.
tidak
dipanaskan
sampai
berat
• Metoda dua tahap digunakan bila sample terlalu basah untuk langsung dicrushing dan didividing. Gross sample pertama di kering udarakan pada kondisi udara ambient untuk mendapatkan hasil air dry loss. Sample air dried dicrushing dan didividing untuk mendapatkan sample residual moisture. Sample RM berukuran 2,8 mm dikeringkan pada 107 o C dalam kondisi standard.
jika sample tidak ditimbang sesegera mungkin setelah pemanasan air kembali ke sample
gas nitrogen harus dialirkan melewati desicant (penyerap uap air) karena jika gas tidak kering mungkin hasilnya rendah.
Hardgrove Grindability Index • Hardgrove Grindability Index merupakan metoda pengujian yang paling umum digunakan untuk menggambarkan/ mengukur kekerasan dari contoh batubara. • Hasil pengujian Hardgrove Grindability Index umumnya berkisar antara 30 dan 100 atau lebih, nilai yang besar menggambarkan batubara tersebut lebih mudah untuk digerus. Jadi artinya jika ada hasil HGI sebagai berikut: 30 = keras, 50 = medium dan 80 = lunak/rapuh
Hardgrove Grindability Index • Sample batubara sebelum dipreparasi dilakukan pengeringan (air-
dry) sampai berat tetap dengan tujuan untuk memudahkan proses pengecilan ukuran partikel menggunakan crusher/mill.
• Sample
batubara untuk pengerjaan HGI dicrusher secara bertahap menggunakan plate mill/coffee mill menjadi material 1.18 mm x 0.600 mm untuk menghindari terbentuknya material halus secara berlebihan (material -0.600 mm)
• Kesalahan-kesalahan dalam pengerjaan pengujian HGI :
Pengeringan contoh batubara kurang sempurna Kesalahan dalam kalibrasi mesin HGI Kesalahan dalam pengayakan contoh. Men ghasilkan material -0.600mm lebih dari 50 % sehingga akan didapatkan nilai HGI yang rendah (kurang akurat)
• Hardgrove Grindability Index dari batubara sangat penting dalam merancang dan pengoperasian peralatan milling. Nilai HGI digunakan untuk menentukan tenaga yang diperlukan dalam proses penggilingan dan pemakaian mesin penggilingan (crusher/mill).
Hardgrove Grindability Index • Dalam pengujiannya, HGI dipengaruhi moisture dalam sample uji maka penetapan HGI harus dilengkapi dengan hasil pengujian residual moisture. • HGI merupakan sifat fisik sehingga tidak dapat di blending secara kalkulasi matematis • Dalam prakteknya, HGI selain dipengaruhi moisture juga dipengaruhi oleh unsur-unsur mineral dalam batubara
WET SIZING
DRY SIZING • Hal yang penting adalah sample harus ditangani secara hati-hati untuk mencegah sample hancur selama proses penanganannya. • Digunakan untuk menentukan efisiensi dari crusher dan proses pencucian. Produk sizing sangat penting dalam pemenuhan spesifikasi batubara. Terlalu banyak batubara yang halus menyebabkan masalah dalam penanganan dan penggunaan batubara. • Kualitas tiap fraksi ukuran batubara berbeda. • Kesalahan dalam pengujian ini adalah : pengeringan sample tidak sempurna pengeringan dilokasi berangin sehingga menyebabkan hilangnya partikel halus jumlah sample yang diambil untuk topsize batubara tersebut kurang kondisi ayakan yang rusak.
BULK DENSITY
• Pengujian ini dilakukan untuk mensimulasi proses penyaringan di washing plant.
• Bulk density adalah berat jenis batubara dalam keadaan curah yang dinyatakan dalam satuan ton/m3 atau kg/m3 atau lb/ft3.
• Dalam pengujian ini digunakan kawat baja untuk menyamakan dengan kondisi dalam washing plant.
• Digunakan untuk menghitung tonase batubara dari volume batubara yang diketahui (hasil survey)
• Kesulitan dalam pengujian ini adalah : pada kecukupan waktu dalam penyaringan lamanya waktu yang dibutuhkan untuk pengeringan sulit melakukan penimbangan.
• Kesulitan dalam pengujian ini adalah : adanya pengaruh kadar air dalam batubara curah pengaruh distribusi ukuran partikel yang luas sulit menyamakan kondisi lapangan dengan kondisi uji di laboratorium.
FLOAT & SINK • Pengujian float/sink adalah pemisahan fraksi sample batubara berdasarkan densitas/berat jenis dengan mengunakan larutan kimia tertentu yang berbeda berat jenisnya. Setiap fraksi densitas/berat jenis dipreparasi dan dianalisa biasanya kadar abunya. Persentase fraksi densitas/berat jenis dihitung juga. • Pengujian float/sink ini digunakan untuk menentukan karakteristik pencucian batubara guna merancang washing plant dan memonitor kinerja washing plant. • Kesulitan dalam melakukan pengujian ini : Apabila berat jenis larutan kimia tidak tepat, maka pemisahan yang ideal tidak terjadi. Batubaranya rapuh atau mudah pecah pada saat dicampur dengan bahan kimia harus dikering-udarakan untuk menghilangkan Sample pelarutnya.
FLOAT & SINK • Bahan-bahan kimia yang digunakan untuk pengujian float/sink
adalah white spirit, perchloroethylene dan tetrabromoethane. • Dalam pelaksanaan pengujian ini harus memperhatikan K3 karena
menggunakan bahan kimia yang membahayakan kesehatan antara lain : Gunakan jas laboratorium, masker pernapasan, sarung tangan dan kaca mata Tidak boleh merokok dan menyalakan api.
Pastikan sirkulasi udara baik/gunakan ruang asam.
Bahan kimia disimpan dalam tempat y ang tertutup rapat.
Bahan kimia pembuangan.
tidak
boleh
dibuang
langsung ke saluran
