MAKALAH PENGANTAR PEMANFAATAN BATUBARA COAL BENEFI CATI CATI ON PENGHILANGAN PENGGOTOR BATUBARA (COAL )
Oleh: KELOMPOK III
1. Edi Setiawan (1102405/2011) 2. Fajria An-najmi (1102402/2011) 3. James Andreas Manurung (1106897/2011) (1106897/2011) 4. Reynold Montana Pardosi (110332/2011) (110332/2011)
Dosen Mata Kuliah: Dr. Rijal Abdullah, S.T, M.T
PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS NEGERI PADANG 2014
KATA PENGANTAR
Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan hidayah-Nya tim penyusun dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul Penghilangan Pengotor Batubara ( Coal Benefi ) sebagai salah satu syarat Benefi cation
“
”
memenuhi tugas Mata Kuliah Pengantar Pemanfaatan Batubara pada Prodi S1 Teknik Pertambangan, Universitas Negeri Padang. Pada kesempatan ini tim penyusun juga ingin menyampaikan rasa terimakasih yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan serta dukungan baik secara moril maupun material. Segenap tim penyusun dengan segala keterbatasannya menyadari bahwa masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini, oleh karena itu tim penyusun menerima segala kritik dan saran yang sifatnya membangun dalam penyempurnaan makalah ini. Akhir kata, tim penyusun berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat digunakan sebaik-baiknya.
Padang, September 2014
Tim Penyusun
i
DAFTAR ISI KATA PENGANTAR ............................................................................................ i DAFTAR ISI ..........................................................................................................ii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................iii DAFTAR TABEL ................................................................................................ iii BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang................................................................................................. 1 B. Identifikasi Masalah......................................................................................... 2 C. Batasan Masalah .............................................................................................. 2 D. Rumusan Masalah ........................................................................................... 2 E. Tujuan Penulisan.............................................................................................. 2 F. Manfaat Penulisan ............................................................................................ 2 BAB II PEMBAHASAN
A. Batubara dan Persebarannya di Indonesia ....................................................... 4 B. Pengotor dalam Batubara ( Impurities in Coal ) ................................................ 5 C. Coal Benefication dan Tahapannya ................................................................. 7 BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan .................................................................................................... 19 B. Saran ............................................................................................................ 20 0 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 191
ii
DAFTAR GAMBAR
Gambar 1. Batubara Sub-bitumen Indonesia .......................................................... 4 Gambar 2. Distribution of Indonesia Coal (Geological Agency, 2010) ................. 5 Gambar 3. Skema Komposisi Batubara (Ward, 1984) ............................................ 5 Gambar 4. Mineral Matter (Pirit Kristalin) Tersebar dan Menyatu dalam Maseral Batubara ............................................................................................... 6 Gambar 5. Coal Benefication Chain ....................................................................... 8 Gambar 6. Jaw Crusher .......................................................................................... 9 Gambar 7. Gyratory Cone Crusher ....................................................................... 10 Gambar 8. Stationary Screen ................................................................................ 10 Gambar 9. Moving Grizzly .................................................................................... 11 Gambar 10. Jig Washing ....................................................................................... 12 Gambar 11. Jig Tampak Samping pada Saat Suction ........................................... 13 Gambar 12. Jig Tampak Samping Saat Pultion .................................................... 13 Gambar 13. Dense Medium Separator .................................................................. 14 Gambar 14. Dense Medium Bath .......................................................................... 15 Gambar 15. Skema Cyclone .................................................................................. 15 Gambar 16. Skema dan Cara Kerja Dense Medium Cyclone................................ 16 Gambar 17. Skema Alat Flotation ........................................................................ 17 Gambar 18. Dryer Machine .................................................................................. 18
DAFTAR TABEL
Tabel 1. Perbedaan dan Jenis Alat Prymary serta Secondary Crushing ................. 9
iii
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Batubara adalah satu endapan sedimen tersusun atas unsur karbon (C), hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan sulfur (S). Dalam proses pembentukannya batubara diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor bagi batubara sehingga dalam pemanfaatannya, kandungan kedua materi ini sa ngat berpengaruh. Dari ketiga jenis pemanfaatan batubara, yaitu sebagai pembuat kokas, bahan bakar, dan batubara konversi, pengotor ini harus diperhitungkan dan diupayakan untuk dihilangkan karena semakin tinggi kandungan pengotor, maka semakin rendah kandungan karbon, dan semakin rendah pula nilai panas (kalori) batubara tersebut. Proses penghilangan pengotor dalam batubara ini disebut pencucian batubara (coal benefication atau coal preparation). Prinsip pencucian batubara adalah memisahkan fraksi batubara yang mengandung ash tinggi (density-nya tinggi) dari fraksi batubara yang mengandung ash rendah (density-nya relatif kecil). Teknik atau cara pencucian dipilih terutama dipengaruhi oleh ukuran fraksi batubara hasil penggerusan dengan crusher dan kandungan pengotor dalam batubara itu sendiri. Batubara ukuran 0,5 mm sampai 30 mm biasanya dibersihkan dengan cara dense medium separation, ukuran yang lebih kecil dari 0,5 mm dibersihkan dengan cara froth floatation dan cyclone. Untuk rentang ukuran fraksi yang lebih luas dapat dipakai jig washing , cara pencucian yang paling tua, murah dan paling banyak dipakai. Batubara hasil pencucian ini disebut washed coal atau clean coal. Pencucian batubara penting selain sebagai upaya meningkatkan nilai kalor batubara yang berimbas pada peningkatan harga jual, juga penting untuk menurunkan biaya transportasi, memperkecil persoalan gas buangan, dan menjadikan sifat kimia dan fisika batubara lebih homogen.
1
2 B. Identifikasi Masalah
Memberikan pemahaman yang baik mengenai teknik-teknik dan proses dalam coal benefication penting dilakukan bagi seorang calon engineer tambang. Pemahaman menyeluruh mengenai coal benefication sebagai upaya peningkatan mutu dan harga jual batubara diharapkan akan memberi kontribusi terhadap pertambangan batubara di Indonesia dan akhirnya turut berkontribusi terhadap kemajuan pembangunan Indonesia. C. Batasan Masalah
Karena keterbatasan waktu, biaya, dan kemampuan tim penyusun, maka selanjutnya masalah yang akan dibahas terbatas mengenai coal benefication sebagai upaya peningkatan mutu dan harga jual batubara. D. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini diajukan dalam bentuk pertanyaan (questions) sebagai berikut: 1. Apa itu batubara? Bagaimana persebaran batubara di Indonesia? 2. Apa itu coal impurities? Bagaimana coal impurities terbentuk? Bagaimana pengaruh coal impurities terhadap kualitas batubara? 3. Apa itu coal benefication? Seberapa perlu coal benefication dilakukan? Bagaimana coal benefication dilakukan? E. Tujuan Penulisan
Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk melengkapi Tugas Mata Kuliah Pengantar Pemanfaatan Batubara dengan dosen pengampu Bpk. Dr. Rijal Abdullah, S.T, M.T disamping dalam upaya pembelajaran dan pengenalan mengenai coal benefication secara lebih mendalam. F. Manfaat Penulisan
Manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut: 1. Manfaat Praktis Bagi tim penyusun, seluruh rangkaian kegiatan penyusunan makalah diharapkan dapat memantapkan pemahaman mengenai teknik-teknik dan proses dalam coal benefication.
3 2. Manfaat Akademis Bagi civitas akademika Universitas Negeri Padang, khususnya di Teknik Pertambangan, makalah ini diharapkan dapat menjadi dokumen yang berguna untuk dijadikan acuan pembelajaran.
BAB II PEMBAHASAN A. Batubara dan Persebarannya di Indonesia
Istilah batubara merupakan hasil terjemahan dari coal . Disebut batubara karena dapat dibakar seperti halnya arang kayu (charcoal ). Menurut Elliot (1981), batubara ialah batuan sedimen yang secara kimia dan fisika adalah heterogen yang mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen sebagai unsur utama dan belerang serta nitrogen sebagai unsur tambahan. Zat lain, yaitu senyawa anorganik pembentuk ash tersebar sebagai partikel zat mineral terpisah-pisah di seluruh senyawa batubara. Beberapa jenis batubara meleleh dan menjadi plastis apabila dipanaskan, tetapi meninggalkan suatu residu yang disebut kokas. Batubara dapat dibakar untuk membangkitkan uap dan dikarbonisasikan untuk membuat bahan bakar cair atau dihidrogenasikan untuk membuat metan. Gas sistetis atau bahan bakar berupa gas dapat diproduksi sebagai produk utama dengan jalan gasifikasi sempurna dari batubara dengan oksigen dan uap atau udara dan uap.
Gambar 1. Batubara Sub-bitumen Indonesia Batubara Indonesia umumnya berada pada perbatasan batubara sub bitumen dan bitumen berumur Tersier atau bahkan Tersier muda. Sampai tahun 2010, dari hasil eksplorasi beberapa lembaga pemerintah dan kontraktor tambang batubara telah diketahui bahwa sumber daya batubara Indonesia jumlahnya sekitar 105.187 miliar ton dengan total cadangan 21.131 miliar ton. Penyebaran batubara Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2.
4
5
Gambar 2. Distribution of Indonesia Coal (Geological Agency, 2010) B. Pengotor dalam Batubara ( I mpuri ties in Coal )
Di samping unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, belerang, dan nitrogen, di dalam batubara ditemukan pula unsur-unsur logam yang berasal dari “pengotor” batubara, yaitu lapisan batuan yang terisisip dan terperangkap di antara lapisan batubara. Secara kimia, batubara tersusun atas tiga komponen utama, yaitu: 1. Air yang terikat secara fisika, dapat dihilangkan pada suhu sampai 105 oC disebut moisture. 2. Senyawa batubara atau coal substance atau coal matter , yaitu senyawa organik yang terutama terdiri atas atom karbon, hidrogen, oksigen, sulfur, dan nitrogen. 3. Zat mineral atau mineral matter , yaitu senyawa anorganik yang merupakan pengotor dalam batubara.
Gambar 3. Skema Komposisi Batubara (Ward, 1984)
6
Gambar 4. Mineral Matter (Pirit Kristalin) Tersebar dan Menyatu dalam Maseral Batubara (Dok. Komang Anggayana & Agus Haris W.) Keberadaan moisture dan mineral matter dalam batubara menurunkan nilai fixed carbon sehingga menurunkan nilai kalor batubara. Oleh sebab itu, moisture dan mineral matter perlu diminimalisir melalui proses coal benefication. 1. Moisture Dalam batubara, moisture paling sedikitnya terdiri atas satu senyawa tunggal. Wujudnya dapat berbentuk air yang mengalir dengan cepat, senyawa teradsorpsi, atau senyawa yang terikat secara kimia. Moisture didefinisikan sebagai air yang dapat dihilangkan bila batubara dipanaskan sampai 105 oC. Di dalam standar ASTM, moisture terbagi atas moisture bawaan (inherent moisture) dan moisture permukaan ( surface moisture). Moisture bawaan menyatakan banyaknya kandungan air yang mengisi pori-pori kapiler batubara, sedangkan moisture permukaaan menyatakan banyaknya air yang teradsorpsi pada saat saat batubara ditambang dan diproses. Moisture permukaan ( free atau surfaace moisture) dapat dihilangkan dengan cara batubara diangin-anginkan. Batubara hasil dari proses ini disebut dalam kondisi air dried (kering udara). Moisture bawaan ditentukan besarannya dengan cara air dried sample dipanaskan di dalam tungku pada suhu 105 – 110 oC. Batubara hasil dari proses ini disebut dalam kondisi air dried basis. 2. Mineral Matter Mineral matter terdiri atas komponen-komponen yang dapat dibedakan secara kimia dan fisika. Mineral matter (zat mineral) terdiri dari ash dan zat anorganik yang mudah menguap ( anorganic volatile matter ). Apabila batubara dibakar akan terbentuk ash yang terdiri dari berbagai
7 oksida logam pembentuk batuan, sedangkan anorganic volatile matter akan pecah menjadi gas karbondioksida (dari karbonat-karbonat), sulfur (dari pirit), dan air yang menguap dari lempung. Mineral matter adalah salah satu komponen utama dalam batubara, oleh sebab itu tidak ada batubara yang benar-benar bebas ash dan sulfur. Abu (ash) adalah bahan anorganik yang terkandung dalam batubara sebagai pengotor, abu dapat berupa abu bawaan (abu yang terbentuk bersamaan dengan terbentuknya batubara) atau extraneous ash (abu material anorganik yang terbawa pada saat proses penambangan). Abu batubara umumnya berkomposisi SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, CaO, MgO, Na2O, dan K 2O. Kadar abu (ash content ) ditentukan dengan membakar sampel batubara di dalam tungku bersuhu 815 oC yang diiringi dengan pengaliran udara secara lambat. Selain kadar ash, kandungan sulfur juga penting sebagai parameter dalam penggunaan batubara sebagai bahan bakar. Kandungan sulfur dalam batubara dapat berupa: a. Sulfur organik yang terikat dalam rantai hidrokarbon dan terbentuk bersama dengan proses pembentukan batubara. b. Sebagai mineral sulfida dalam komponen anorganik, umumnya berupa pirit. c. Sebagai mineral sulfat, umumnya besi atau kalsium sulfat dan merupakan hasil oksidasi mineral sulfida. Kandungan sulfur dalam batubara dapat ditentukan di laboratorium dengan Eschka method dan high temperatur method . C. Coal Benefi cation dan Tahapannya
Coal benefication adalah suatu proses untuk menaikkan kualitas batubara dengan cara mengurangi kadar abu dan belerang, berdasarkan perbedaan sifat fisik antara batubara dengan mineral matter . Tujuan coal benefication secara umum antara lain: 1. Meminimalkan biaya transportasi. 2. Menghindari timbulnya masalah pada proses selanjutnya. 3. Untuk memenuhi persyaratan konsumen. 4. Untuk memenuhi persyaratan supaya tidak mengganggu lingkungan pada saat dimanfaatkan.
8 Tahapan dalam coal benefication meliputi proses communition, screening, washing, dan drying . Coal benefication chain diperlihatkan oleh gambar di bawah ini.
Gambar 5. Coal Benefication Chain Tahapan-tahapan dalam proses coal benefication dijelaskan lebih detail sebagai berikut: 1. Communition (pengecilan ukuran)
Communition merupakan tahap penghalusan atau pengecilan ukuran batubara melalui proses crushing dengan dibantu alat crusher . Pada tahap ini sejumlah moisture batubara akan berkurang melalui proses evaporasi atau penguapan. Berdasarkan ukuran material masukan ( feed ) dan ukuran produk yang diinginkan, crushing dibagi atas primary crushing dan secondary crushing . Perbedaan antara keduanya dan pilihan alat yang dapat digunakan ditunjukkan oleh Tabel 1 di bawah ini.
9 Tabel 1. Perbedaan dan Jenis Alat Prymary serta Secondary Crushing Klasifikasi Prymary Crushing
Alat a. Jaw Crusher b. Gyratory Crusher
Feed (Inch)
Product (Inch)
12 - 60
4 – 6
6-8
½ - 3/8
a. Gyratory Cone Crusher Secondary Crushing
b. Roll Crusher c. Gravity Stamp Mill d. Hammer Mill
Pada usaha coal benefication di Indonesia umum hanya melakukan prymary crushing dengan pilihan alat jaw crusher atau gyratory crusher , terkecuali jika batubara diperlukan untuk analisis laboratorium sehingga perlu diperkecil lagi ukuran fraksinya dengan secondary crushing . Spesifikasi dan cara kerja jaw crusher dan gyratory crusher dijelaskan sebagai berikut: a. Jaw Crusher Jaw crusher terdiri dari dua pelat yang saling berhadapan membentuk sudut kecil ke arah bawah yang dapat membuka dan menutup rahang seperti rahang binatang ( jaw), salah satu jaw diam tertahan pada crusher frame (kerangka jaw crusher ) disebut fixed jaw, sedang yang satu lagi ditahan pada sumbunya dan dapat bergerak sedikit mendekat dan menjauh pada fixed jaw disebut swing jaw. Batubara ( feed ) akan masuk diantara kedua kedua jaw dan akan terjepit hancur saat jaw mendekat dan akan dilepaskan pada saat jaw menjauh.
Gambar 6. Jaw Crusher
10 b. Gyratory Crusher Gyratory crusher dipakai untuk memecah batuan berbentuk bongkah besar maupun kecil dan memiliki kapasitas lebih besar dari jaw crusher . Pada gyratory crusher, penghancuran berjalan terus menerus selama inner shell (dinding dalam) berputar pada as-nya.
Gambar 7. Gyratory Cone Crusher 2. Screening (Penyeragaman Ukuran)
Screening
adalah
pemisahan
butiran-butiran
secara
mekanis
berdasarkan ukuran fraksi. Tujuan screening antara lain: a. Mencegah material kasar masuk ke dalam tahap berikutnya. b. Mencegah material kecil masuk kembali ke dalam crusher sehingga efisiensi crusher meningkat. c. Mendapatkan produk dengan ukuran tertentu sesuai permintaan pasar. Berdasarkan cara kerjanya, screen atau ayakan dapat dibagi atas dua macam, yakni: a. Stationary screen Saringan diam yang umum digunakan menyaring material berat dan besar, biasanya terdiri dari susunan batang besi yang disebut grizzly atau berbentuk kawat yang disebut sieve bend .
Gambar 8. Stationary Screen
11 b. Moving screen Saringan dengan permukaan saringan yang bergerak sehingga terjadi kontak antara screen surface dengan batubara. Jenis-jenis moving screen dapat berupa moving grizzly, revolving screen, shaking screen, dan vibrating screen. Pada permukaan moving screen sengaja dibuat miring supaya material mudah bergerak.
Gambar 9. Moving Grizzly Dari proses screening hasil yang diperoleh dikelompokkan sebagai berikut: a. Fraksi +125 mm atau tertahan pada pengayak berukuran 125 mm digunakan untuk operasi kominusi. b. Fraksi -125 mm atau lolos pada pengayak berukuran 125 mm digunakan untuk operasi pencucian dengan alat jig . c. Fraksi -125 mm +6 mm untuk operasi pencucian dengan alat dense medium bath. d. Fraksi -50 mm +0,5 mm untuk operasi pencucian dengan alat dense medium separator . e. Fraksi -0,5 mm untuk operasi pencucian dengan alat flotasi. 3. Washi ng coal (pencucian batubara)
Proses pencucian dapat menggunakan dua prinsip pemisahan, yaitu: a. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan perbedaan densitasnya. Batubara murni mempunyai densitas sekitar 1,3 s edangkan pengotornya mempunyai densitas relatif di atas 2,2. b. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan sifat ketertarikan permukaannya terhadap air. Batubara mempunyai sifat tidak tertarik terhadap air (hydrophobic), sementara pengotornya bersifat tertarik terhadap air (hydrophilic).
12 Metode pencucian batubara yang umum dipilih dalam skala industri di Indonesia, antara lain sebagai berikut: a. Jig washing Jig merupakan salah satu alat pemisahan yang berdasarkan perbedaan berat jenis, bekerja secara mekanis yang menggunakan adanya perbedaan kemampuan menerobos dari butiran yang akan dipisahkan terhadap suatu lapisan pemisah (bed ). Secara umum jig merupakan suatu tangki terbuka yang berisi air dengan saringan horizontal terletak pada bagian atasnya dimana terdapat lapisan pemisah. Tangki jig
dilengkapi dengan lubang pengeluaran konsentrat
( spigot ) pada bagian bawahnya. Di samping itu jig juga memiliki suatu mekanisme penyebab terjadinya tekanan ( pulsion) yang diimbangi dengan pemakaian air tambahan.
Gambar 10. Jig Washing Ketika terjadi pulsion maka bed akan terdorong naik, sehingga batuan pada lapisan bed akan merenggang karena adanya tekanan. Kesempatan ini dimanfaatkan oleh material berat untuk menerobos bed masuk ke tangki sebagai refuse materials sedangkan material ringan akan terbawa oleh aliran horizontal diatas permukaan bed dan akan terkumpul sebagai clean coal . Pada saat terjadi suction, bed menutup kembali sehingga material berat berukuran besar dan material ringan berukuran besar tidak berpeluang masuk ke tangki. Material berat berukuran besar akan mengendap diatas bed untuk menunggu kesempatan pulsion berikutnya, sedangkan material ringan berukuran besar akan terbawa aliran arus horizontal.
13
Gambar 11. Jig Tampak Samping pada Saat Suction
Gambar 12. Jig Tampak Samping Saat Pultion b. Dense medium separator Dense Medium Separator atau DMS merupakan alat pemisah mineral dan batubara berdasarkan specific gravity (SG) yang dikenal juga dengan proses sink and float (tenggelam dan terapung). Specific gravity media yang digunakan untuk pemisahan DMS merupakan specific gravity medium, yaitu terletak di antara specific gravity material tenggelam dan material terapung. Media ini bercampur dengan air dan untuk membentuk media ini digunakan magnetite atau ferrosilicon. DMS digunakan untuk pemisahan batubara dengan syarat tidak boleh ada material halus karena jika material ini bersatu dengan air akan membentuk density yang tinggi dan lebih kental. Proses ini menghasilkan dua produk, yaitu: 1) Sink product , batubara berat dengan density besar dan mengandung banyak pengotor. 2) Float
products,
batubara
mengandung sedikit pengotor.
ringan
yang
dikehendaki
karena
14 Media pemisah yang dapat dipakai untuk dense medium separator antara lain: 1) Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 – 2,20 ton/m 3. 2) Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 – 3,40 ton/m 3. 3) Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 – 2,90 ton/m 3. 4) Larutan berat seperti tetra bromo ethana (BJ 2,96), bromoform (BJ 2,85), dan methylene iodida (BJ 3,32).
Gambar 13. Dense Medium Separator Untuk pencucian batubara dengan ukuran fraksi besar (> 150 mm) dengan volume besar dapat digunakan dense medium bath. Dense medium bath menghasilkan tiga produk akhir yaitu batubara bersih, reject , dan middling . Di dalam bak di dense medium bath, batubara bersih akan terapung dan mengalir menuju ke ujung pembuangan bak untuk kemudian dikeluarkan. Setelah meninggalkan bak, media dipisahkan dari batubara bersih dengan cara melewatkannya di atas pengayak drain lalu disemprot dengan air untuk membilas sisa media yang masih tertinggal sehingga diperoleh produk yang tidak terkontaminasi. Setelah dipisahkan dan dibilas, batu bara bersih diremuk untuk memperoleh ukuran sesuai dengan kebutuhan pasar. Material reject dibilas di pengayak sebelum dibuang, agar media yang terbawa bisa diambil kembali.
15
Gambar 14. Dense Medium Bath c. Cyclone Cyclone adalah
alat
untuk
melakukan
klasifikasi
dengan
memanfaatkan gaya sentrifugal. Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media. Di dalam cyclone, umpan akan terbagi menjadi dua bagian yaitu overflow dan underflow. Overflow dikumpulkan pada sebuah tabung yang disebut vortex finder yang letaknya di tengah menembus bagian atas cyclone. Underflow dikeluarkan melalui sebuah lubang di ujung bawah kerucut. Tempat keluarnya underflow dinamakan sebagai apex atau spigot .
Gambar 15. Skema Cyclone Batubara memiliki berat jenis antara 1,35-1,5, sedangkan pengotor atau reject memiliki spesific gravity sebesar 2,1-2,3. Siklon mampu memisahkan batubara secara efektif sampai ukuran yang relatif kecil, siklon juga dapat memisahkan batubara halus di dalam suspensi air pada
16 ukuran partikel 0 – 2 mm, alatnya disebut siklon klasifikasi (classifying cyclone). Untuk pencucian batubara, jenis siklon yang digunakan adalah siklon media berat (dense medium cyclone). Siklon ini menggunakan media berat yang sama dengan yang dipakai di dalam bak media berat, yaitu menggunakan media magnetit. Kedua alat ini sangat efisien dan mampu membersihkan partikel batubara sampai ukuran 0,5 mm. Gaya
gravitasi
pada
cyclone sangat
sedikit
pengaruhnya
dibandingkan dengan gaya-gaya lain. Karenanya, cyclone dapat bekerja hampir dalam segala posisi dan bahkan dapat dioperasikan secara terbalik, yakni apex berada di atas. Gaya-gaya utama yang bekerja di dalam cyclone adalah gaya sentrifugal dan gaya drag . Setiap partikel yang ada dalam cyclone akan mengalami dua gaya yang saling berlawanan arah tersebut. Gaya sentrifugal mengarah ke luar sedangkan gaya drag mengarah ke dalam. Partikel besar akan mengalami gaya sentrifugal yang lebih besar dibandingkan gaya drag sehingga akan terlempar ke arah dinding, mengikuti arus spiral ke arah bawah dan keluar melalui lubang apex sebagai underflow. Hal yang sebaliknya terjadi pada partikel kecil, gaya sentrifugal tidak cukup kuat untuk mendorong partikel ke arah luar sehingga bergerak di spiral dalam yang bergerak ke atas dan keluar sebagai overflow.
Gambar 16. Skema dan Cara Kerja Dense Medium Cyclone
17 d. Flotation Flotasi adalah suatu proses dimana padatan dan cairan atau zat terlarut dibawa ke permukaan larutan dengan penggunaan gelembung udara. Faktor – faktor yang mempengaruhi flotasi adalah ukuran partikel, pH larutan, surfaktan, koagulan, laju udara, ukuran gelembung udara, ketebalan lapisan buih, serta penambahan reagen kimia. Macammacam sel flotasi, yaitu agitation cell , sub aeration cell , pneumatic cell , vacum and pressure cell , dan cascade cell . Material dapat dibedakan atas hidrofobik (benci air) yang mudah melekat pada gelembung udara dan hidrofilik (suka air) yang tidak mudah melekat pada gelembung udara. Batubara merupakan partikel hidrofobik, sedangkan pengotornya adalah partikel hidrofilik. Partikel – partikel yang basah (hidrofilik) tidak mengapung dan cenderung tetap berada dalam fasa air. Di lain pihak, partikel – partikel hidropobik menempel pada gelembung dan naik ke permukaan, terpisah dengan partikel hidrofilik.
Gambar 17. Skema Alat Flotation 4. Drying atau dewatering (pengeringan)
Proses pencucian batubara selalu menggunakan air sebagai media untuk pemisahan dan pengangkutan. Sebelum dikirim ke konsumen, air yang terdapat pada batubara harus dikurangi hingga tingkat tertentu. Air dalam batubara menimbulkan beberapa kerugian diantaranya mengurangi nilai kalor dalam batubara, mengurangi efisiensi karbonisasi dalam pembuatan kokas, dan mengakibatkan terjadinya sticking dan bridging . Oleh karena itu, tujuan proses dewatering adalah:
18 a. Mengambil kembali air dalam tailing dari hasil flotasi untuk digunakan kembali (reuse water ). b. Mengambil padatan reject dalam tailing dari hasil flotasi. c. Mengurangi jumlah kolam tailing (tailing pond ). Perlu diingat, air yang dapat dihilangkan pada tahap ini hanyalah free moisture, bukan inherent moisture. Cara pengeringan dapat menggunakan mesin atau tanpa mesin. Mesin untuk pengeringan batubara disebut dryer machine. Dryer machine bekerja dengan cara mendorong penguapan air sampai titik maksimal melalui pemberian uap panas pada batubara.
Gambar 18. Dryer Machine
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan
Dari keseluruhan isi makalah, dapat disimpulkan bahwa: 1. Batubara ialah batuan sedimen yang secara kimia dan fisika adalah heterogen yang mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen sebagai unsur utama dan belerang serta nitrogen sebagai unsur tambahan. 2. Dalam proses pembentukannya, batubara diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor bagi batubara. Pengotor ini harus diperhitungkan dan diupayakan untuk dihilangkan karena semakin tinggi kandungan pengotor, maka semakin rendah kandungan karbon, dan semakin rendah pula nilai panas (kalori) batubara tersebut. 3. Proses penghilangan pengotor dalam batubara ini disebut pencucian batubar a (coal benefication atau coal preparation). Prinsip pencucian batubara adalah memisahkan fraksi batubara yang mengandung ash tinggi (density-nya tinggi) dari fraksi batubara yang mengandung ash rendah (density-nya relatif kecil). 4. Teknik pencucian batubara dipilih terutama dipengaruhi oleh ukuran fraksi batubara hasil penggerusan dengan crusher dan kandungan pengotor dalam batubara. Batubara ukuran 0,5 mm sampai 30 mm biasanya dibersihkan dengan cara dense medium separation, ukuran yang lebih kecil dari 0,5 mm dibersihkan dengan cara froth floatation dan cyclone. Untuk rentang ukuran fraksi yang lebih luas dapat dipakai jig washing . Batubara hasil pencucian ini disebut washed coal atau clean coal. 5. Pencucian batubara penting selain sebagai upaya meningkatkan nilai kalor batubara yang berimbas pada peningkatan harga jual, juga penting untuk menurunkan biaya transportasi, memperkecil persoalan gas buangan, dan menjadikan sifat kimia dan fisika batubara lebih homogen.
19
20
B. Saran
Pencucian batubara merupakan kegiatan vital bagi industri penambangan batubara. Untuk itu, pembangunan coal washing plant perlu direncanakan bahkan sebelum kegiatan penambangan itu sendiri dimulai dan perlu direncanakan
sesuai data-data yang termutakhirkan. Selain itu, pencucian
batubara harus dilihat sebagai upaya pengurangan polusi lingkungan, sehingga kegiatan ini perlu didukung dan diawasi pelaksanaannya. Perlu juga diingat, batubara merupakan sumber daya yang tidak dapat diperbarui. Untuk itu diperlukan kebijaksanaan dalam pengelolaan dan pemanfaatannya. Penambangan yang dilakukan harus merupakan penambangan yang berkelanjutan bukan sekadar penambangan sporadis.
DAFTAR PUSTAKA
Air Polution Control Division. 1998. Inspector Guidance Manual: Coal Preparation Plants. Colorado: Stationary Sources Branch. Arif Zulkifli. 2012. Pengolahan dan Pencucian Batubara atau Treatment and Washing of Coal (www.bangazul.com , online, diakses pada 23 September 2014). Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara. 2014. Overview of Indonesia’s Energy Sector and Recent Development in The Coal Sector. Komang Anggayana. Handout Matakuliah Eksplorasi Batubara. Bandung: ITB. Muchjidin. 2006. Pengendalian Mutu dalam Industri Batubara. Bandung: Penerbit ITB.
21