PEMANFAATAN FLY ASH DAN BOTTOM ASH PEMANFAATAN FLY ASH DAN BOTTOM ASH
Fly ash ash dan bottom ash adalah ash adalah terminology umum untuk abu terbang yang ringan dan abu relatif berat yang timbul dari suatu proses pembakaran suatu bahan yang lazimnya menghasilkan abu. Fly ash ash dan bottom ash dalam ash dalam konteks ini adalah abu yang dihasilkan dari pembakaran batubara. Sistem pembakaran batubara umumnya terbagi 2 yakni sistem unggun terfluidakan (fluidized (fluidized bed system) system ) dan unggun tetap (fixed (fixed bed system atau atau grate system). system). Disamping Disamping itu terdapat terdapat system system ke-3 yakni spouted bed system atau system atau yang dikenal dengan unggun pancar. Fluidized bed system adalah system adalah sistem dimana udara ditiup dari bawah menggunakan blower sehingga benda padat di atasnya berkelakuan mirip fluida. Teknik fluidisasi dalam pembakaran batubara adalah teknik yang paling efisien dalam menghasilkan energi energi.. Pasir Pasir atau atau corundum yang corundum yang berlaku sebagai medium pemanas dipanaskan terleb terlebih ih dahulu dahulu.. Pemana Pemanasan san biasa biasany nya a dilaku dilakuka kan n dengan dengan minyak minyak bakar bakar.. Setela Setelah h o tem tempera peratu turr pas pasir menca ncapai temp tempe eratu rature re bak bakar batub atubar ara a (30 (300 C maka diumpankanlah batubara. Sistem ini menghasilkan abu terbang dan abu yang turun di bawah alat. !bu"abu tersebut disebut dengan fly ash dan bottom ash. Teknologi fluidized bed biasanya digunakan di PLTU (Pembangkit Listruk Tenaga Uap). Uap) . #omp #ompos osis isii fly fly ash ash da dan bottom bottom ash yang yang terbe terbentu ntuk k dalam dalam perban perbandin dingan gan berat berat adalah $ (%0"&0' berbanding (0")0'. Fixed bed system system atau atau Grate system system adalah teknik pembakaran dimana batubara berada di atas conveyor yang yang ber*alan atau grate. grate. Sistem ini kurang efisien karena batubara yang terbakar kurang sempurna atau dengan perkataan lain masih ada karb karbon on yang ters tersis isa. a. !sh yang yang terb terben entu tuk k teru teruta tama ma bottom bottom ash ash masih memiliki memiliki kandungan kalori sekitar 3000 kkal+kg. ,i China- bottom ash digunakan sebagai bahan bahan bakar bakar untuk untuk kera*i kera*inan nan besi (panda (pandaii besi. besi. Teknolog knologii Fixed Fixed bed system system bany banyak ak digu diguna naka kan n pada pada indu indust stri ri teks tekstil til seba sebaga gaii pemb pemban angk gkit it uap uap (steam generator . . #omposisi fly ash dan bottom ash yang terbentuk dalam perbandingan berat adalah $ (")' berbanding (/")'. Persoalan di Sekitar Fly ash dan Bottom ash Fly ash/bottom ash yang dihasilkan oleh fluidized bed system system berukuran 2 !!-2!! mesh ( mesh " lubang/inch ). #kuran ini relati$e kecil dan ringan ringan%% sedan sedangka gkan n botto bottom m ash beruk berukura uran n 2!-&! 2!-&! mesh. mesh. Se Secar cara a umum umum ukuran fly ash/bottom ash dapat langsung dimanfaatkan di pabrik semen sebaga sebagaii substi substitu tusi si batuan batuan trass dengan dengan memasuk memasukkan kanny nya a pada pada cement mill men menggu ggunaka akan udar dara teka tekan n ( pneumatic system). system). Disa Disamp mpin ing g dimanfaatkan di industri semen% fly/bottom ash dapat 'uga dimanfaatkan men'adi campuran asphalt (ready (ready mix )% )% campuran beton (concerete ( concerete)) dan dicetak men'adi pa$ing block/batako. Dari suatu penelitian empiric untuk campuran batako% komposisi yang baik adalah sbb
•
apur *!+
•
Fly ash !+
•
,asir *!+
•
Semen !+
,ersoal ,ersoalan an lingkungan lingkungan muncul muncul dari bottom ash ash yang mengguna menggunakan kan fixed bed at atau au grate system. system. entuknya berupa bongkahan-bongkahan besar. Sepe Se pert rtii yang yang tela telah h disi dising nggu gung ng di atas atas bah baha a bott bottom om as ash h ini ini masi masih h mengandung fixed carbon (catatan carbon (catatan fixed carbon dalam carbon dalam batubara dengan nila nilaii kalo kalori ri &!! &!!- -0! 0!! ! kkal kkal/k /kg g se seki kita tarr *-* *-*2+ 2+). ). 1ika 1ika botto bottom m ash ini langsung dibuang ke lingkungan maka lambat laun akan terbentuk gas etana (4*) yang seaktu-aktu dapat terbakar atau meledak dengan sendirinya ( self burning burning dan self exploding). exploding). Di sisi yang lain% 'ika akan dima dimanf nfaa aatk tkan an di pabr pabrik ik se seme men n maka maka akan akan meru meruba bah h desa desain in feeder % sehingga pabrik semen tidak tertarik untuk memanfaatkan bottom ash tsb. Solusi Persoalan Fly ash dan Bottom ash Dari Dari situa situasi si dan keada keadaan an di atas atas maka maka dapat dapat dikata dikatakan kan baha baha so solus lusii terhad terhadap ap muncul munculny nya a fly/bott fly/bottom om ash serta serta pemanfaa pemanfaatan tan yang dikaitkan dikaitkan dengan keamanan terhadap lingkungan adalah sbb 1. Fly ash/bottom ash yang ash yang berasal dari sistem pembakaran fluidized bed dapat digunakan untuk $ a. ampuran semen tahan asam b. ampuran asphalt (ready (ready mix ) dan beton c. ampuran paving ampuran paving block /batako 2. Fly ash yang ash yang berasal dari fixed bed system dapat system dapat langsung digunakan seperti point .a- b dan c. Sedangkan untuk bottom ash yang masih dalam bentuk bongka bongkahan han maka maka harus harus mengal mengalami ami perlak perlakuka ukan n pengec pengecila ilan n ukuran ukuran ( size reduction treatment sebelum dimanfaatkan lebih lan*ut.
PEMANFAATAN FLY ASH Batubara sebagai bahan bakar banyak digunakan di PLTU. PLTU. Kecenderungan dewasa ini akibat naiknya harga minyak diesel industri, maka banyak perusahaan yang beralih menggunakan batubara sebagai bahan bakar dalam menghasilkan steam (uap). Sisa hasil pembakaran dengan batubara menghasilkan menghasilkan abu yang disebut dengan ly ash dan b!tt!m ash ("#$%&). Persentase abu ( fly ash dan ash dan bottom ash) ash ) yang dihasilkan adalah fly ash ('%#%&) ash ('%#%&) dan bottom ash ($%#%& ash ($%#%& ) * [Sumber PJB Paiton ]. Umumnya k!mp!sisi kimia ly ash dapat ditun+ukkan seperti di bawah ini * •
Si * ",%%&
•
5l263 3%0+
•
Fe263 *%07+
•
a6 2%0+
•
g6 *%+
Manfaat Fly ash Pabrik semen memerlukan ly ash yang digunakan sebagai pengganti (substitusi) batuan trass yang trass yang bersiat p!--!lanic untuk pembuatan semen tahan asam (PP). Penggunaan ly ash di salah satu pabrik semen berkisar antara /#0 & berat raw mill. P!sisi pemasukan ly ash di pabrik semen ditun+ukkan pada skema berikut * Semen Se men se sebag bagai ai bahan bahan pengi pengikat kat telah telah diken dikenal al se'ak se'ak 8aman 8aman esir esir kuno kuno yang merupakan kalsinasi gypsum yang tidak murni. Sedangkan kalsinasi batu batu kapur kapur baru baru dimula dimulaii oleh oleh bangsa bangsa 9oma 9omai. i. ereka ereka mengg mengguna unakan kan material material yang diambil diambil dari lembah :apples :apples (;talia) (;talia) tepatnya tepatnya di daerah daerah ,o88oalu yang merupakan asal-usul penamaan ,o88olano terhadap bahan tersebut. Semen P!rtland terbagi men+adi " +enis yaitu Semen P!rtland 1 s.d 2. Setiap +enis semen P!rtland berbeda# berbeda#beda beda dalam racikanny racikannyaa (sesuai (sesuai dengan dengan standard standard 3ST4 dan S11, lihat lihat Lampiran Lampiran). ). 4aksud racika racikann disini disini adala adalahh perbed perbedaa aann k!mp!s k!mp!sisi isi kimia kimia dan siat siat isika isika semen semen yang yang akan akan terben terbentuk tuk.. Perbedaan kimia yaitu berapa percent +umlah Kalsium, Silika, 3luminium dan 5errum (besi) sebagai unsur pembentuk utama semen dan perbedaan isika misalnya l!ss ! igniti!n, kuat tekan, panas hidrasi dsb. Secara umum komposisi bahan pembentuk semen ,, adalah sbb � linker * '0& � 6ypsum * /& � Trass * 0& � 5ly ash * /& Berdasarkan definisi SNI 1!"#"$!1%%& ' ,, adalah semen hidrolis yang terdiri dari campuran homogen antara semen semen ,o ,ortl rtland and dengan dengan po88o po88olan lan halus halus yang yang dipro diproduk duksi si denga dengan n cara cara mengg menggili iling ng clinke clinkerr se semen men ,o ,ortl rtland and dan po88o po88olan lan bersa bersama ma-sa -sama ma atau atau mencampur secara rata bubuk semen ,ortland dengan bubuk po88olan atau gabungan antara menggiling dan mencampur dimana kadar po88olan & s.d *!+ massa semen ,ortland po88olan. Berdasarkan definisi ASTM ( $1% ' ,, adalah semen hidrolis yang terdiri dari campuran semen ,ortland% blast furnace slag dan po88olan yang dihasilkan dari penggilingan klinker semen ,ortland dan po88olan dengan mencampur semen ,ortland atau semen ,ortland blast furnace slag dan po88olan yang dihaluskan secara terpisah atau kombinasi penggilingan dan pencampuran dimana 'umlah po88olan adalah sesuai batas yang dipersyaratkan. erdasarkan 2 (dua) definisi di atas maka yang membedakan ,, dengan semen ,ortland biasa (; s.d <) adalah banyaknya trass atau fly ash yang ditambahkan pada proses akhir (finish ( finish mill ). ). Dengan penambahan fly ash akan mengakibatkan pada struktur beton hal-hal sebagai berikut � uring time (umur % hari) la+u reaksi p!--!lanic (pengikatan a) meningkat sehingga +umlah a(7) yang akan berinteraksi dengan berkurang karenanya karb!nasi terhambat � 4enurunkan alkalinitas bet!n yang merupakan penyebab ter+adinya k!r!si pada besi bet!n
riteria ini akan meningkatkan ketahanan concrete (beton) terhadap oksidasi akibat lingkungan yang bersifat asam (utamanya daerah raa). (ontoh Pemanfaatan Em)iris fly ash*+ottom ash di Ind, Te-tile .umlah Batu+ara /0#"" kkal*k2 y di+akar 3 4" ton Fly ash 3 ", ton Bottom ash 3 1" !1$ ton Total ash 3 1"5 !1$ ton /1!146 dari total BB yan di+akar2 Bottom ash da)at diunakan kem+ali5 nilai kalorinya 3 #""" kkal*k Per+andinan +ottom ash dn BB asli 3 $ '
Pemanfaatan Fly Ash (Abu Terbang) Dari Pembakaran Batubara Pada PLTU Suralaya Sebagai Bahan Baku Pembuatan Refraktri !r Psted by Daf Acosta n "#$#% 1. Judul Pemanaatan Fly Ash (Abu Terbang) Dari Pembakaran Batubara Pada PLTU uralaya ebagai Bahan Baku Pembuatan !eraktori "or #$ Latar Belakang %asalah
Dalam kehidu&an sehari'hari kita sering mendengar kata &enemaran$ Penemaran sendiri terdiri dari bebera&a maam antara lain &enemaran tanah &enemaran air &enemaran udara serta &enemaran suara$ Penemaran tersebut memberikan dam&ak yang sangat berbahaya terhada& kehidu&an makhluk hidu&$ Bagi manusia bahaya dari &enemaran ini bukan hanya mengarah ke&ada bahaya kesehatan teta&i *uga bahaya kematian$ Salah satu &enemaran yang &aling berbahaya dan memberikan dam&ak yang uku& besar adalah &enemaran udara$ Penemaran udara sendiri mengandung
&engertian
masuk
atau
dimasukkannya
masuk
atau
dimasukkannya makhluk hidu& +at atau km&nen lain ke dalam udara dari kegiatan manusia atau &rses alam sehingga menurunkan kualitas udara tersebut ke titik tertentu yang menyebabkan udara men*adi kurang,tidak berfungsi lagi sesuai dengan &eruntukkannya$ Pada dasarnya semua &enemaran itu berbahaya bagi kehidu&an teta&i &enemaran udara men*adi salah satu &enemaran yang dikategrikan sebagai &enemaran yang sangat berbahaya$ -al ini dikarenakan &artikel &lutan dari &enemaran ini berukuran sangat keil sehingga tidak disadari leh masyarakat$
Sumber &enemar dalam &enemaran udara tidak hanya berasal dari akti.itas manusia (karena tangan manusia) teta&i *uga leh sumber'sumber &enemar yang datangnya akibat &eristi/a alamiah se&erti gunung meletus benana alam dan lain'lain$ Berdasarkan /u*ud 0siknya &enemar'&enemar yang terda&at di udara tidak hanya beru&a gas atau ua& melainkan kntaminan itu da&at *uga sebagai benda'benda &adat sebagai &artikel yaitu beru&a debu asa& kabut dan lain'lain bahkan &anas dan bau *uga$ Partikulat termasuk dalam salah satu &lutan &enemaran udara$ Seara umum &artikel yang menemari udara da&at merusak lingkungan tanaman he/an dan manusia$ Partikel'&artikel tersebut sangat merugikan kesehatan manusia$ Pada umumnya udara yang telah teremar leh &artikel da&at menimbulkan
berbagai
maam
&enyakit
saluran
&erna&asan
atau
pneumoconiosis.
Fly Ash meru&akan salah satu *enis &artikulat yang da&at diklasi0kasikan dalam debu$ -al ini karena biasanya Fly Ash di&engaruhi leh gaya gra.itasi bumi$ Abu terbang (1y ash) sebagai limbah PLTU berbahan bakar batu bara dikategrikan leh Ba&edal sebagai limbah berbahaya (B2)$ Sehubungan dengan meningkatnya *umlah &embangunan PLTU berbahan bakar batubara di 3ndnesia maka *umlah limbah abu terbang *uga akan meningkat yaitu *umlah limbah PLTU &ada tahun 4555 sebanyak "66 *uta tn sedangkan &ada tahun 4556 di&erkirakan akan mena&ai sekitar 4 *uta tn$ 7husus untuk limbah abu dari PLTU Suralaya se*ak tahun 4555 hingga tahun 4556 di&erkirakan ada akumulasi *umlah abu sebanyak 4"8$555 tn,tahun$ 9ika limbah abu ini tidak dimanfaatkan akan men*adi masalah &enemaran lingkungan yang mana dam&ak dari &enemaran akibat abu terbang (1y ash) sangat berbahaya baik bagi lingkungan mau&un kesehatan$ :leh karena itu &enelitian tentang studi kasus &enemaran udara yang disebabkan leh &artikulat khususnya abu terbang (Fly Ash) &erlu dilaksanakan untuk mengetahui se*auh mana dam&ak serta &emanfaatannya terhada& lingkungan$ &$ Perumusan %asalah
Dalam &enelitian ini
kami membahas tentang
sumber dam&ak
&enanggulangan dan kendala yang disebabakan leh &artikulat di udara terhada& lingkungan$
'$ Tuuan
Tu*uan
dari
&enelitian
ini
adalah
untuk
mengetahui
serta
menginfrmasikan tentang sumber dam&ak &enanggulangan dan kendala yang disebabakan leh &artikulat di udara terhada& lingkungan$ $ %anaat
;anfaat dari &enelitian ini antara lain masyarakat men*adi tahu bah/a abu terbang da&at dimanfaatkan sebagai bahan baku &embuatan refraktri r sehingga di sam&ing men*aga lingkungan da&at digunakan sebagai mata &enaharian$ *$ Tinauan Pustaka a$ +arakteristik Fly Ash (Abu Terbang)
Abu terbang meru&akan limbah &adat hasil dari &rses &embakaran di dalam furnae &ada PLTU yang kemudian terba/a keluar leh sisa'sisa &embakaran serta di tangka& dengan mengunakan elektrstati &rei&itatr$ Fly ash meru&akan residu mineral dalam butir halus yang dihasilkan dari
&embakaran batu bara yang dihaluskan &ada suatu &usat &embangkit listrik$ Fly ash terdiri dari bahan inrganik yang terda&at di dalam batu bara yang
telah mengalami fusi selama &embakarannya$ Bahan ini memadat selama berada di dalam gas'gas buangan dan dikum&ulkan menggunakan &resi&itatr elektrstatik$ 7arena &artikel'&artikel ini memadat selama tersus&ensi di dalam gasgas buangan &artikel'&artikel fy ash umumnya berbentuk bulat$ Partikel'&artikel fy ash yang terkum&ul &ada &resi&itatr elektrstatik biasanya berukuran silt (5$5<% = 5$55# mm)$ Bahan ini terutama terdiri dari silikn diksida (Si:4) aluminium ksida (Al4:2) dan besi ksida (Fe 4:2)$ ;enurut la&ran teknik PT PL> (Perser) ("88<) di 3ndnesia &rduksi limbah abu terbang dan abu dasar dari PLTU di&erkirakan akan mena&ai 4 *uta tn &ada tahun 4556 dan meningkat men*adi ham&ir 22 *uta tn &ada tahun 4558$ 7husus untuk PLTU Suralaya se*ak tahun 4555 hingga 4556 di&erkirakan ada akumulasi *umlah abu sebanyak 4"8$555 tn &er tahun$ Prduksi abu terbang batubara (fy ash) didunia &ada tahun 4555 di&erkirakan ber*umlah 2%8 milyar tn$ Prduksi abu terbang dari &embangkit listrik di
3ndnesia ini terus meningkat &ada tahun 4555 yang *umlahnya mena&ai "66 milyar tn dan di&erkirakan mena&ai 4 milyar tn &ada tahun 4556$ 9ika limbah abu ini tidak ditangani akan menimbulkan masalah &enemaran lingkungan$ Salah
satu kemungkinan &enanganannya
adalah dengan
memanfaatkan abu terbang ini untuk bahan baku &embuatan refraktri$$ Penyumbang terbesar &rduksi abu terbang batubara adalah sektr &embangkit listrik$ Tabel "$ 9umlah dan &erkiraan &rduksi abu terbang dan abu dasar leh PLTU di 3ndnesia
meta e?ui.@!ntent'Ty&e ntent@tet,htmlC harset@utf'E Tabel 4$ 9umlah dan &erkiraan &rduksi abu terbang dan abu dasar leh PLTU Suralaya
Faktr'faktr utama yang mem&engaruhi dalam kandungan mineral fy ash (abu terbang) dari batu bara adalah • 7m&sisi • Prses • Bahan
kimia batu bara
&embakaran batu bara tambahan yang digunakan termasuk bahan tambahan minyak
untuk stabilisasi nyala a&i dan bahan tambahan untuk &engendalian krsi$ Senya/a'senya/a
&enyusun
abu
terbang
sebenarnya
sangat
ditentukan leh mineral'mineral &engtr ba/aan yang terda&at &ada batu bara itu sendiri yang disebut dengan inherent mineral matter$ ;ineral
&engtr yang terda&at dalam batu bara da&at diklasi0kasikan men*adi dua yaitu "$ Syngeneti atau disebut dengan mineral matter &ada dasarnya mineral' mineral ini terenda&kan di tem&at tersebut bersamaan dengan saat &rses&embentukan &aet$ 4$ G&igenetia *uga disebut dengan etraneus mineral matter &ada &rinsi&nya mineral'mineral &engtr ini terakumulasi &ada ekungan setelah &rses &embentukan la&isan &eat tersebut selesai$ Dari se*umlah abu yang dihasilkan dalam &rses &embakaran batubara maka sebanyak ##H ' # H beru&a abu terbang ( fy Ash) dan sisanya beru&a abu dasar ( Bottom Ash)$ Sedangkan dari PLTU Suralaya dari se*umlah abu yang dihasilkan ham&ir 85 H beru&a abu terbang (Fly Ash)$ 7edua *anis abu ini memiliki &erbedaan karakteristik serta &emanfaatannya$ Biasanya untuk 1y ash (abu terbang) banyak dimanfaatkan dalam &errusahaan industri karena abu terbang ini mem&unyai sifat &+lanik sedangkan unutk abu dasar sangat sedikit &emanfaatannya dan biasanya digunakan sebagai material &engisi (A+i+" 4556)$ a$ Proses Pembentukan Fly Ash (Abu Terbang)
Sistem &embakaran batubara umumnya terbagi 4 yakni sistem unggun ter1uidakan (fuidized bed system) dan unggun teta& ( xed bed system atau grate system)$ Disam&ing itu terda&at system ke'2 yakni spouted bed system atau yang dikenal dengan unggun &anar$ Fluidized bed system
adalah sistem dimana udara ditiu& dari ba/ah menggunakan bl/er sehingga benda &adat di atasnya berkelakuan miri& 1uida$ Teknik 1uidisasi dalam &embakaran batubara adalah teknik yang &aling e0sien dalam menghasilkan energi$ Pasir atau corundum yang berlaku sebagai medium &emanas di&anaskan terlebih dahulu$ Pemanasan biasanya dilakukan dengan minyak bakar$ Setelah tem&eratur &asir mena&ai tem&erature bakar batubara (255!) maka dium&ankanlah batubara$ Sistem ini menghasilkan abu terbang dan abu yang turun di ba/ah alat$ Abu'abu tersebut disebut dengan 1y ash dan bttm ash$ Teknlgi fuidized bed biasanya digunakan di PLTU (Pembangkit Listruk Tenaga Ua&)$ 7m&sisi fy ash dan bottom ash yang terbentuk dalam &erbandingan berat adalah (5'85H) berbanding ("5'45H)$
Fixed bed system atau Grate system adalah teknik &embakaran dimana
batubara berada di atas conveyor yang ber*alan atau grate$ Sistem ini kurang e0sien karena batubara yang terbakar kurang sem&urna atau dengan &erkataan lain masih ada karbn yang tersisa$ Ash yang terbentuk terutama bottom ash masih memiliki kandungan kalri sekitar 2555 kkal,kg$ Di !hina
bttm ash digunakan sebagai bahan bakar untuk kera*inan besi (&andai besi)$ Teknlgi Fixed bed system banyak digunakan &ada industri tekstil sebagai &embangkit ua& ( steam generator )$ 7m&sisi 1y ash dan bttm ash yang terbentuk dalam &erbandingan berat adalah ("#'4#H) berbanding (<#' 4#H) (7esnadi 455)$ b$ iat,siat Fly Ash (Abu Terbang)
Abu terbang mem&unyai sifat'sifat yang sangan menguntungkan di dalam menun*ang &emanfaatannya yaitu -$iat Fisik
Abu terbang meru&akan material yang di hasilkan dari &rses &embakaran batubara &ada alat &embangkit listrik sehingga semua sifat' sifatnya *uga ditentukan leh km&sisi dan sifat'sifat mineral'mineral &engtr dalam batubara serta &rses &embakarannya$ Dalam&rses &embakaran batubara ini titik leleh abu batu bara lebih tinggi dari tem&eratur &embakarannya$ Dan kndisi ini menghasilkan abu yang memiliki tekstur butiran yang sangat halus$ Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bla &adat atau berngga$ Ukuran &artikel abu terbang hasil &embakaran batubara bituminus lebih keil dari 55<#mm$ 7era&atan abu terbang berkisar antara 4"55 sam&ai 2555 kg,m2 dan luas area s&esi0knya (diukur berdasarkan metde &ermeabilitas udara Blaine) antara "<5 sam&ai "555 m4,kg$ Ada&un sifat'sifat 0siknya antara lain a) Iarna abu'abu ke&utihan b) Ukuran butir sangat halus yaitu sekitar H #$ iat +imia
7m&nen utama dari abu terbang batubara yag berasal dari &embangkit listrik adalah silikat (Si: 4) alumina(Al4:2) dan besi ksida(Fe 4:2) sisanya adalah karbn kalsium magnesium dan belerang$ Sifat kimia dari abu terbang batubara di&engaruhi leh *enis batubara yan dibakar dan teknik &enyim&anan serta &enanganannya$ Pembakaran batubara lignit dan sub,bituminus menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium ksida lebih banyak dari&ada bituminus$ >amun memiliki kandungan silika alumina dan karbn yang lebih sedikit dari&ada bituminus$ Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bla &adat atau berngga$ Ukuran &artikel abu terbang hasil &embakaran batubara bituminus lebih keil dari 55<# mm$ 7era&atan abu terbang berkisar antara 4"55'2555 kg,m2 dan luas area s&esi0knya antara "<5'"555 m 4,kg$ Tabel 2$ 7m&sisi kimia abu terbang batubara
+om.onen
Bituminous
ub,
Lignite
bituminous
Si:4
45'65H
%5'65H
"#'%#H
Al4:2
#'2#H
45'25H
"5'4#H
Fe4:2
"5'%5H
%'"5H
%'"#H
!a:
"'"4H
#'25H
"#'%5H
;g:
5'#H
"'6H
2'"5H
S:2
5'%H
5'4H
5'"5H
>a4:
5'%H
5'4H
5'6H
7 4:
5'2H
5'%H
5'%H
L:3
5'"#H
5'2H
5'#H
c$ Pemanaatan Fly Ash (Abu Terbang)
Berbagai &enelitian mengenai &emanfaatan abu terbang batubara sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai eknmisnya serta mengurangi dam&ak buruknya terhada& lingkungan$ Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan dalam &abrik semen sebagai salah satu bahan am&uran &embuat betn selain itu sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam "$ &enyusun betn untuk *alan dan bendungan 4$ &enimbun lahan bekas &ertambangan 2$ re.ery magnetik ens&here dan karbn %$ bahan baku keramik gelas batubata dan refraktri #$ bahan &enggsk (&lisher) 6$ 0ller as&al &lastik dan kertas <$ &engganti dan bahan baku semen $ aditif dalam &englahan limbah (/aste stabili+atin) 8$ kn.ersi men*adi +elit dan adsrben Refraktri meru&akan bahan tahan a&i sebagai &enahan (isolator ) &anas &ada tanur'tanur suhu tinggi yang banyak digunakan leh berbagai industri se&erti industri &eleburan lgam kaa keramik semen$ Refraktri r meru&akan bahan tahan a&i beru&a bubuk yang *ika diam&ur dengan air dan dibiarkan bebera&a saat akan mengeras (setting)$ Penggunaannya sebagai islatr &anas dilakukan dengan ara &engeran adnan am&uran bahan tersebut dengan air &ada dinding tanur yang akan diislasi$ Ada 2 ti&e refraktri r berdasarkan kandungan !a:'nya (7umar et al4552C Sil.nen455") yaitu
' o! cement castables mengandung maksimum !a: 4# H ' "ltra # lo! cement castables mengandung !a: JE ' $o cement castables mengandung !a: JE ;enurut data &rduk &erdagangan dari Sharada !erami Ltd 3ndia (4555) refraktri r yang bersifat asam mengandung Al 4:2 6# ' 8#H dan Si:4 # ' 24H tahan terhada& suhu "<#5 ' "65K! b ul% density 4" ' 4 g,ml$ Bahan refraktri yang baik harus memiliki kadar Al 4:2 lebih tinggi dari&ada Si:4 dengan &erbandingan Al4:2 Si:4 @ 6#H 2#H atau nilai Al 4:2,Si:4@"# (A+i+4 4556) Penelitian dan a&likasi &emanfaatan abu terbang sebagai bahan refraktri sudah dilakukan dibebera&a negara se&erti 3ndia dan !ina$ Abu terbang PLTU'Suralaya diduga mem&unyai &tensi sebagai salah satu bahan baku refraktri$ Dalam rangka &emanfaatan abu terbang PLTUSuralaya untuk bahan baku &embuatan refraktri khususnya refraktri r (castable re&ractory ) &erlu terlebih dahulu dilakukan &enelitian bahan baku ( ra! materials) abu terbang tersebut untuk mengetahui karakteristiknya melalui
serangkaian &enelitian dan &engu*ian$ d$ Dam.ak Fly Ash (Abu Terbang) di Lingkungan
Ada&un dam&ak yang ditimbulkan dari 1y ash yaitu 1. Dampak positif.
Fly ash (abu terbang,abu layang) dimanfaatkan sebagai adsrben limbah sasirangan dan lgam berat berbahaya bahan &embuat betn bahan &embuat refaktri r tahan &anas -al itu didasari leh struktur abu layang yang ber&ri dan luas &ermukaan yang besar sehingga dengan sedikit &erlakuan dan mdi0kasi man*adikan abu layang sebagai bahan yang uku& &tensial untuk berbagai ke&erluan sehingga da&at menghemat biaya dan tan&a disadari da&at mengurangi &enemeran lingkungan akibat 1y ash itu sendiri$ Bagi industry yang menggunakan bahan bakar batu bara se&erti PLTU da&at memanfaatkan 1y ash sebagai sumber eknmi sam&ingan$
2. Dampak negatif.
A&abila 1y ash didiamkan dan tidak dilah maka akan berdam&ak &ada lingkungan dan manusia karna 1y ash meru&akan salah satu limbah B2$ Tabel 4. Waktu paparan fly ash
9enis'*enis &enyakit yang ditimbulkan leh &atikulat 1y ash batubara a. Penyakit Silikosis
Penyakit Siliksis disebabkan leh &enemaran debu silika bebas beru&a Si:4 yang terhisa& masuk ke dalam &aru'&aru dan kemudian mengenda&$ Debu silika bebas ini banyak terda&at di &abrik besi dan ba*a keramik &engeran betn bengkel yang menger*akan besi (mengikir menggerinda dll)$ Selain dari itu debu silika *uka banyak terda&at di tem&at di tem&at &enam&ang bi*ih besi timah &utih dan tambang batubara$ Pemakaian batubara sebagai bahan bakar *uga banyak menghasilkan debu silika bebas Si: 4$ Pada saat dibakar debu silika akan keluar dan terdis&ersi ke udara bersama = sama dengan &artikel lainnya se&erti debu alumina ksida besi dan karbn dalam bentuk abu$ Debu silika yang masuk ke dalam &aru'&aru akan mengalami masa inkubasi sekitar 4 sam&ai % tahun$ ;asa inkubasi ini akan lebih &endek atau ge*ala &enyakit silisis akan segera tam&ak a&abila knsentrasi silika di udara uku& tinggi dan terhisa& ke &aru'&aru dalam *umlah banyak$ Penyakit silisis ditandai dengan sesak nafas yang disertai batuk'batuk$ Batuk ii seringkali tidak disertai dengan dahak$ Pada silisis
tingkah sedang ge*ala sesak nafas yang disertai terlihat dan &ada &emeriksaan fttraks kelainan &aru'&arunya mudah sekali diamati$ Bila &enyakit silisis sudah berat maka sesak nafas akan semakin &arah dan kemudian diikuti dengan hi&ertr&i *antung sebelah kanan yang akan mengakibatkan kegagalan ker*a *antung$ Tem&at ker*a yang &tensial untuk teremari leh debu silika &erlu menda&atkan &enga/asan keselamatan dan kesehatan ker*a dan lingkungan yang ketat sebab &enyakit silisis ini belum ada batnya yang te&at$ Tindakan &re.entif lebih &enting dan berarti dibandingkan dengan tindakan &engbatannya$ Penyakit silisis akan lebih buruk kalau &enderita sebelumnya *uga sudah menderita &enyakit TB! &aru'&aru brnhitis astma brnhiale dan &enyakit saluran &erna&asan lainnya$ Penga/asan dan &emeriksaan kesehatan seara berkala bagi &eker*a akan sangat membantu &enegahan dan &enanggulangan &enyakit'&enyakit akibat ker*a$ Data kesehatan &eker*a sebelum masuk ker*a selama beker*a dan sesudah beker*a &erlu diatat untuk &emantulan ri/ayat &enyakit &eker*a kalau se/aktu = /aktu di&erlukan$ b. Penyakit Antrakosis
Penyakit Antraksis adalah &enyakit saluran &erna&asan yang disebabkan leh debu batubara$ Penyakit ini biasanya di*um&ai &ada &eker*a'&eker*a tambang batubara atau &ada &eker*a'&eker*a yang banyak melibatkan &enggunaan batubara se&erti &engum&a batubara &ada tanur besi lkmtif (sto%er) dan *uga &ada ka&al laut bertenaga batubara serta &eker*a biler &ada &usat Listrik Tenaga Ua& berbahan bakar batubara$ ;asa inkubasi &enyakit ini antara 4 = % tahun$ Se&erti halnya &enyakit silisis dan *uga &enyakit'&enyakit &neumknissi lainnya &enyakit antraksis *uga ditandai dengan adanya rasa sesak na&as$ 7arena &ada debu batubara terkadang *uga terda&at debu silikat maka &enyakit antraksis *uga sering disertai dengan &enyakit silisis$ Bila hal ini ter*adi maka &enyakitnya disebut sili%oantra%osis. Penyakit antraksis ada
tiga
maam
yaitu
&enyakit
antraksis
silikantrakssis dan &enyakit tuberklsilikantraksis$
murni
&enyakit
Penyakit antraksis murni disebabkan debu batubara$ Penyakit ini memerlukan /aktu yang uku& lama untuk men*adi berat dan relatif tidak begitu berbahaya$ Penyakit antraksis men*adi berat bila disertai dengan km&likasi atau em&hysema yang memungkinkan ter*adinya kematian$ 7alau ter*adi em&hysema maka antraksis murni lebih berat dari&ada silikantrakssis yang relatif *arang diikuti leh em&hysema$ Sebenarnya antara antraksis murni dan silikantrakssi sulit dibedakan keuali dari sumber &enyebabnya$ Sedangkan &aenyakit tuberklsilikantraksis lebih mudah dibedakan dengan kedua &enyakit antraksis lainnya$ Perbedaan ini mudah dilihat dari fttrak yang menun*ukkan kelainan &ada &aru'&aru akibat adanya debu batubara dan debu silikat serta *uga adanya baksil tuberulsis yang menyerang &aru'&aru$ -$ %etodologi a$ +arakterisasi Fly Ash (Abu Terbang)
Dalam usaha untuk memanfaatkan abu terbang yang dihasilkan dari &embakaran batubara di PLTU unit 33 Suralaya men*adi sebagai bahan baku dalam &embuatan refraktri r maka terlebih dahulu dilakukan analisis terhada& abu terbang yang dilan*utkan dengan &ersia&annya$ Ada&un langkah'langkah analisis dan &erbaanya sebagai berikut "$ U*i karakterisasi abu terbang PLTU Suralaya dilakukan melalui analisis kimia analisis 0sik (distribusi ukuran &rsitas berat *enis analisis SG;)$ -asil ' hasil analisis yang di&erleh 4$ &embuatan refraktri r dan membandingkan dengan km&sisi, karakteristik yang dimiliki leh refraktri r kmersial$ Ada&un alat , metda yang digunakan adalah sebagai berikut • Analisis kimia dengan AAS
• ineralogi dengan !"#.
Dimana
&rinsi&
ker*a
dari
RD
adalah
merekam
dan
mem.isualisasikan &antulan sinar dari kisikisi kristal dalam bentuk gra0k$ Mra0k tersebut kemudian dianalisis terdiri atas mineral liat a&a sa*a dan relatif km&sisinya$ • $%i struktur mikro dengan S&.
SG; (Sanning 'lectron icroscope) dimana &rinsi& ker*anya dengan menggunakan mikrsk& tenaga elektrn sehingga da&at melakukan &erbesaran hingga beribu'ribu kali$ • $%i distribusi ukuran dengan Fritsch Particle Sizer ' dan ayakan mesh Tyler
• $%i porositas berdasarkan S() 1*+*,-4+14
• $%i densitas berdasarkan S() 1*+*,-2+14
Tabel #$ 7m&sisi kimia abu &ada limbah PLTU Suralaya
7arakteristik abu PLTU Suralaya da&at dilihat &ada Tabel # masing' masing mengandung Al4:2 25H dan 4%H serta mengandung Si: 4 sebanyak #%H dan 62%H$ 7arena kandungan !a: sekitar %H maka abu ini termasuk kualitas AST; kelas N!O yang lebih k berfungsi sebagai bahan cementing
castables re&ractory yang tahan suhu relatif rendah &adahal yang diinginkan
adalah klasi0kasi lo!ultra#lo! cement castable re&ractory yang tahan suhu tinggi$ 7andungan !a: maksimum "H adalah kualitas AST; kelas NFO$ :leh karena itu di&erlukan &enambahan aluminium ksida ke dalam abu batubara untuk mengurangi kadar !a: Fe 4:2$ 7m&sisi kimia limbah PLTU'Suralaya se&erti terlihat &ada Tabel " menun*ukkan bah/a 7adar Al4:24 yaitu Al4:2 Si:4 @ 25H #5H atau nilai Al 4:2,Si:4@5#<$ Bahan refraktri yang baik harus memiliki kadar Al 4:2ESi:4 dengan &erbandingan Al4:2 Si:4 @ 6#H 2#H atau nilai Al4:2,Si:4@"#$ :leh karena itu limbah abu terbang dan abu dasar PLTU'Suralaya da&at digunakan sebagai bahan &enambah &embuatan refraktri$ a$ Pembuatan !eraktori "or
Pada &rinsi&nya &embuatan refraktri r sama dengan &embuatan refraktri bata hanya sa*a &rduk refraktri r dibuat berbentuk bubuk sedangkan &rduk refraktri bata dibuat,dietak berbentuk bata$ Bahan baku refraktri r &ada umumnya dibuat dari mineral yang ada di alam terdiri dari am&uran aggregate dan binder dengan &erbandingan tertentu$ Ada berbagai *enis aggregate yang berfungsi sebagai grog antara lain kalsium silikat tabular alumina$ Grog adalah material granular yang dibuat dari bahan tahan
a&i hanur (crushed bric% ) sebagai &engisi bdi berukuran kasar yang da&at berfungsi mengurangi shrin%age dan thermal expansion serta meningkatkan stabilitas saat mengalami suhu tinggi$ Ada berbagai *enis binder antara lain clay atau chamotte kalsium aluminat$ Aggregate dan binder diam&ur
menggunakan mesin homogenizer $ !am&uran aggregate binder abu terbang kemudian dibakar,disinter &ada suhu tinggi (E"255 K!) agar membentuk %lin%er. *lin%er digerus untuk menda&atkan ukuran tertentu sesuai &ersyaratan &erdagangan$ *lin%er halus ini adalah &rduk akhir yang disebut sebagai refraktri r$ Berdasarkan sifatnya abu terbang da&at berfungsi ganda yaitu sebagai aggregate sekaligus binder $ Penelitian &embuatan refraktri r dengan menggunakan abu terbang ini dihara&kan da&at mengurangi &emakaian aggregate dan binder yang harganya mahal dalam &embuatan refraktri r$ Refraktri r dibuat dari am&uran agregat dan binder $ Agregat terdiri atas abu terbang grog (crushed bric% ) dan aluminium ksida$ Sebagai binder adalah calcium aluminate$ Abu terbang memiliki fungsi ganda selain sebagai agregat *uga sebagai binder $ !am&uran
agregat dan binder dibuat dalam bebera&a km&sisi dengan nilai Al 4:2 , Si:4 sebesar "# sam&ai 4%$ Setia& am&uran diaduk dengan alat homogenizer untuk menda&atkan am&uran yang hmgen$ Terhada& masing'masing am&uran &engu*ian distribusi ukuran butir km&sisi mineral km&sisi kimia dan bul% density $ !am&uran ditambah "#H air dan diaduk sam&ai merata membentuk adnan$ Adnan dirkan ke dalam etakan yang telah disia&kan dan dibiarkan sam&ai mengering$ -asil adnan ini disebut km&sit mentah$ 7emudian hasil adnan tersebut di u*i dengan u*i &rsitasdensitas tekstur$ Dan *uga melakukan &engu*ian kerefraktriannya dengan teknik u*i P!G dan u*i &embakaran 0ring$ Sebagai &embanding (kntrl) adalah hasil u*i salah satu refraktri r kmersial$ Prsitas diu*i berdasarkan S>3 "2'265%' "88% dan u*i densitasnya berdasarkan S>3 "2'2654'"88% tekstur diu*i menggunakan SG;$ U*i &embakaran untuk menentukan nilai P!G didasarkan &ada S>3 "#'%826'"88$ Da&ur untuk &embakaran digunakan mu+e &urnace$ Pengambilan nth menggunakan teknik basung &ra&at u*i distribusi ukuran menggunakan Fritsch ,article -izer dan ayakan mesh Tyler$ U*i mineralgi dengan 'RD dan analisis kimia dengan AAS$ -$ /asil Dan Pembahasan a$ +arakteristik Fly Ash(Abu terbang) di PLTU surabaya
Berdasarkan hasil &enelitian yang dilakukan leh bebera&a &eneliti maka da&at di ketahui dan di infrmasikan bah/a -) Distribusi ukuran butiran 0
Dari hasil analisis distribusi ukuran menggunakan Fritch particle sizer menun*ukkan bah/a ukuran &artikel'&artikel abu terbang di PLTU Suralaya berkisar antara 5$2" ' 255$<% Qm dengan distribusi 5H berukuran 5$2" ' %5$88 Qm atau d#5 @ 644 Qm$ Ukuran &artikel yang sangat halus ini Sangat k sebagai bahan &engisi ( ne grog) dalam sistem refraktri r$ Bentuk &artikelnya menun*ukkan bentuk'bentuk membulat ( spheres) berukuran kira' kira J"#E
Mambar "$ meru&akan material aluminium Silikat Partikel'&artikel yang membulat tersebut satu sama lain terle&as (tidak berikatan)$ Bentuk &artikel 1y ash yang membulat ini kemungkinan disebabkan karena &ada saat aluminsilikat mengalami &embakaran suhu tinggi dalam boiler PLTU alkali di &ermukaan &artikel meleleh$ Terlihat &ada Mambar "$ bah/a &ermukaan &artikel membulat tersebut tidak merata yang menun*ukkan kemungkinan &rses &elelehannya belum sem&urna$ Partikel' &artikel yang &ermukaannya meleleh belum sem&urna dan berukuran halus ini enderung bergerak,ber&utar di dalam boiler akibat tekanan udara &anas dan terbang melalui erbng sehingga disebut abu terbang$ Partikel halus yang membulat k untuk digunakan sebagai bahan tahan a&i r karena memiliki sifat lambat &engenda&an dan sel& fo!ing yang lebih baik$ 9ika di lihat dari keunggulan &ada sifat &engenda&an yang lambat enderung membentuk distribusi merata sehingga &rduk refraktri r yang di &rduksi akan mem&unyai struktur 0sik yang uni&orm dengan daya tahan abrasif yang lebih baik$ ullite(2Al4:2$4Si:4) yang terdeteksi melalui RD mungkin *umlahnya sangat keil karena tidak Unsur'unsur yang terkandung dalam abu terbang itu sendiri se&erti !'7 Al'7 Si'7 dan Fe'7 dengan km&nen ! @ 24#H Al 4:2 @ 28H Si:4 @ %#H dan Fe: @ #8H$ 7enam&akan bentuknya dilihat dengan adanya tekstur men*arum,meman*ang (tekstur khas mulite) se&erti &ada tekstur refraktri r kmersial$ Selain itu *uga belum nam&ak adanya tekstur yang berikatan satu sama lain yaitu tekstur akibat &erlakuan suhu tinggi,&elelehan$ :leh karena itu abu terbang' PLTU Suralaya belum bersifat refraktri$
-) Tekstur0
-asil u*i s&t GDS menggunakan SG; terhada& butiran kasar (25 mesh) dan butiran halus ('455 mesh) menun*ukkan butiran kasar bertekstur se&erti butiran gula &asir ( sugary ) yang berukuran JEm dan &artikel halus (ne) menun*ukkan sugary dan tekstur *arum (needle) yang &an*angnya sekitar 2 m$ #) +om.osisi mineral 0
-asil u*i terhada& nth abu terbang PLTU'Suralaya menun*ukkan bah/a mineral dminannya adalah kuarsa dan sedikit mullite$ 7eberadaan mullite menun*ukkan bah/a aluminsilikat &ada abu terbang telah mengalami
kntak dengan suhu tinggi di dalam tungku &embakaran batubara PLTU$ ullite (2Al4:2$4Si:4) adalah mineral alumina silikat yang tahan terhada& suhu
tinggi hingga sekitar "<#K! teta&i karena masih ada mineral kuarsa kemungkinan ketahanan terhada& suhu akan berkurang$ &) +om.osisi kimia 0
7m&sisi kimia disa*ikan &ada Tabel 4$ menun*ukkan bah/a nilai Al4:2,Si:4 @ 5"6 yang berarti kadar alumina sangat keil dibandingkan dengan silikanya$ 9ika dibandingkan dengan data dalam Tabel 6$ (PT PL> "88<) terlihat kadar alumina lebih tinggi dengan nilai Al4:2,Si:4 @ 56$ Perbedaan ini kemungkinan disebabkan karena km&sisi batu bara yang digunakan dulu dengan saat ini leh PLTU'Suralaya sudah berubah$ Saat ini batu bara yang digunakan berasal dari PT$ Adar$ Selain itu *uga terlihat ada senya/a &engtr se&erti Fe 4:2 Ti:4 !a: 74: dan >a 4: yang relatif tinggi sehingga mungkin akan menurunkan kualitas refraktri$ Dengan kandungan !a: sekitar 24H maka abu terbang ini termasuk klasi0kasi AST; kelas N!O yang lebih k berfungsi sebagai bahan cementing castables re&ractory yang tahan suhu relatif rendah$ Berdasarkan kandungan mineral dan km&sisi kimianya se&erti terlihat &ada Tabel $ maka abu terbang ini selain berfungsi sebagai bahan &engisi berbutir halus (ne grog) *uga da&at berfungsi sebagai binder dalam sistem refraktri$ Data yang ditun*ukkan &ada Tabel <$ adalah km&sisi kimia abu PLTU' Suralaya hasil &engu*ian menurut la&ran teknik PT PL> "8<<$ Data tersebut
mem&erlihatkan kandungan Al4:2 yang relatif lebih tinggi yaitu 25H untuk abu terbang dan 4%H untuk abu dasar$ 9uga kandungan Si:4 yang lebih rendah yaitu #%H untuk abu terbang dan 62%H untuk abu dasar$ Untuk abu terbang nilai &erbandingan Al4:2,Si:4 adalah 5#<$ 7andungan !a: relatif tinggi yaitu sekitar %H$ ;enurut klasi0kasi AST; abu terbang dengan nilai kandungan !a: tersebut termasuk kelas N!O yang lebih k berfungsi sebagai bahan cementing castables re&ractory yang tahan suhu relatif rendah$ Untuk mena&ai kualitas refraktri yang tahan suhu tinggi kandungan !a: maksimum "H$ 7ualitas ini termasuk lo!ultra#lo! cement castable re&ractory yaitu klasi0kasi AST; kelas NFO (-/ang"88")$ :leh karena itu untuk mena&ai km&sisi kimia refraktri di&erlukan &enambahan aluminium ksida atau bahan yang mengandung Al 4:2 tinggi ke dalam abu terbang guna mengurangi kadar Si:4 !a: 7 4: >a4: Fe4:2 sehingga da&at mendekati km&sisi kimia refraktri r kmersial dan memiliki nilai Al 4:2,Si:4 sekitar "6 = "#$ 7m&nen,senya/a kimia yang terdeteksi dari analisis SG; untuk butiran kasar terdiri atas Al4:2@<4
Tabel <$ 7m&sisi kimia &ada limbah PLTU Suralaya
Tabel $ Ti&ikal 7m&sisi kimia Mrg
b$ Pembuatan !eraktori "or Dan %embandingkan Dengan +om.osisi1 +arakteristik 2ang Dimiliki 3leh !eraktori "or +omersial -) !ekayasa dan /asil Penghitungan +om.osisi
Dari hasil karakterisasi abu terbang PLTU'Suralaya selan*utnya di&erlukan &enelitian untuk merekayasa dan menghitung km&sisi bahan baku refraktri r (km&sit mentah) yang terdiri dari % km&nen abu terbang grog aluminsilikat (crushed bric% ) aluminium ksida dan calcium aluminate (sebagai &engikat atau binder )$ Grog adalah material granular
yang dibuat dari bahan tahan a&i hanur (crushed bric% ) sebagai &engisi bdi berukuran kasar yang da&at berfungsi mengurangi shrin%age dan thermal expansion meningkatkan stabilitas saat mengalami suhu tinggi$
Abu terbang mem&unyai fungsi ganda yaitu sebagai grog &engisi refraktri berbutir halus dan sebagai binder atau &erekat karena di dalamnya mengandung calcium aluminate$ Sebagai bahan grog kasar digunakan aluminsilikat yang telah mengalami &erlakuan suhu tinggi dan telah di&eah ( crushed bric% )$ Salah satu ti&ikal grog untuk refraktri r biasanya dibuat berukuran 25 mesh
yang mana km&sisi mineralnya terdiri dari corundum mullite dan cristobalite$ 7m&nen lainnya adalah aluminium ksida ( Aloxi) yang
berfungsi untu% menambah kandungan Al4:2 sehingga sifat kerefraktrian dari refraktri r dihara&kan men*adi meningkat$ 7alsium aluminate ( /a# aluminate) berfungsi sebagai bahan &engikat terutama saat &embentukan
atau &enetakan untuk mem&ere&at /aktu &engeringan dan &engerasan (setting time)$ Salah satu ti&ikal km&sisi yang kemungkinan bisa dibangun dan diu*i adalah se&erti disa*ikan &ada Tabel 8$ Tabel 8$ Ti&ikal 7m&sisi 7imia Mrg Ali !a'aluminate
!am&uran bahan baku (abu terbang grog alumunium ksida calcium
aluminate)
berdasarkan
.lumenya
dengan
&erbandingan
Al4:2,Si:4 tertentu yang telah teram&ur seara hmgen membentuk suatu km&sit mentah refraktri r$ Selan*utnya dilakukan rekayasa km&sisi yang dibuat dengan &erbandingan km&nen km&sit mentah se&erti ditun*ukkan &ada Tabel "5 menghasilkan ti&ikal km&sisi kimia se&erti yang ditun*ukkan &ada Tabel ""$ >ilai Al4:2,Si:4 tertinggi dia&ai &ada km&sit mentah kde NAO yaitu "68$ >ilai ini da&at memenuhi refraktri r kmersial ti&e !A9' "6$ 7m&sit mentah kde NBO dan NDO da&at memenuhi refraktri r kmersial ti&e !A9'"%$ Tabel "5$ Rekayasa 7m&sisi 7m&sit ;entah Refraktri !r
Tabel ""$ -asil Perhitungan 7m&sisi 7imia 7m&sit ;entah Refraktri !r
Untuk nth rekayasa am&uran menggunakan bahan baku aluminium ksida grg dan calcium aluminate tan&a abu terbang memberikan kadar Al4:2 yang tinggi teta&i dengan &enambahan abu terbang yang semakin banyak kadar Al4:2 enderung menurun drastis$ Selan*utnya
Mambar menun*ukkan bah/a
&enambahan semen
ca#
aluminate hanya meningkatkan kadar Al 4:2 relatif keil$
Mambar 4$ Pengaruh &enambahan aluminate terhada& kadar Al4:2 &ada am&uran (abu rushed brik ali @ 2 4 ") Sebaliknya dilakukan &enambahan alumina ksida yang semakin banyak yang ternyata da&at menaikkan kadar Al4:2 seara signi0kan (Mambar 2)$
Mambar 2$ Pengaruh &enambahan Alumina :ksida terhada& kadar Al4:2 &ada am&uran (abu semen rushed brik @ 2 4 4) -) Ui /asil "etak !eraktori "or
Benda u*i dibuat melalui etakan berbentuk silinder berdiameter % m dan tinggi %# m dengan ara menuangkan adnan km&sit mentah ke dalamnya$ Sebelum &enuangan adnan dibuat terlebih dahulu dengan menambahkan "#'45H air &ada km&sit mentah dan diaduk sam&ai rata kemudian dituangkan ke dalam etakan dan dibiarkan sam&ai mengeras (setting)$ Pengamatan seara visual menun*ukkan benda'benda u*i mentah tersebut umumnya mem&unyai setting time JE Tabel "4$ Sifat 0sik benda u*i mentah refraktri r dan nilai kerefraktriannya
>
7de benda u*i
Setting time (*am)
Bulk density (g,ml)
Prsitas (H)
P!G
Titik leleh
(S7$>)
(!)
"
!A9'"6
J4%
4#
425%
S7$2%
"<#5
4
!A9'"%
J4%
4%2
4<"%
S7$"6
"%65
2
A
J4%
"4
%"""
S7$"6
"%65
%
B
J4%
"5
%4<8
S7$"6
"%65
#
!
J4%
"8<
2<26
S7$"4
"2#5
6
D
J4%
"#
%"24
S7$":
"255
U*i &embakaran untuk menentukan nilai kerefraktriannya dilakukan melalui teknik u*i P!G hasil u*inya *uga da&at dilihat &ada Tabel "4$ Dari data u*i menun*ukkan bah/a semua benda u*i memiliki setting time kurang
dari 4% *am benda u*i yang dibuat dari nth refraktri kmersial yaitu !A9'"6 memiliki densitas &aling tinggi (46 g,ml) teta&i memiliki &rsitas &aling rendah (42H)$ -asil u*i P!G terhada& !A9'"6 memberikan nilai &aling tinggi yaitu S7'2% yang setara dengan ketahanan suhu maksimum "<#5K!$ Selain itu terlihat &ula dari Tabel ""$ adanya keenderungan &enurunan ketahanan terhada& suhu dengan bertambahnya km&nen abu terbang yang seara gra0s di&erlihatkan &ada Mambar %$ -al ini kemungkinan disebabkan karena abu terbang memiliki kandungan Si:4 yang tinggi berarti dalam am&uran ter*adi &eningkatan km&sisi Si: 4 yang seara teritis menurut kur.a titik leleh dan kerefraktrian akan menurunkan ketahanan suhunya (&enurunan nilai P!G)$ Senya/a alkali yang terkandung dalam abu terbang se&erti !a: 7 4: dan >a4: turut mem&engaruhi turunnya nilai P!G$ Dalam klasi0kasi refraktri lo!ultra#lo! cement castable re&ractory yang tahan suhu tinggi kandungan !a: nya maksimum
"H (kualitas AST; kelas NFO) (tekmira mei)$
Mambar %$ Pengaruh &enambahan abu terbang terhada& ketahanan suhu ;eski&un demikian dari data yang ada di dalam Tabel "" terlihat adanya &erlakuan lain yang uku& signi0kan yaitu dengan &enambahan abu terbang yang relatif banyak masih da&at mem&unyai nilai P!G relatif tinggi yaitu S7'"6 se&erti &ada kde nth NAO dan NBO *ika &enambahan .lume semen aluminat atau .lume crushed bric% *uga relatif tinggi yaitu abu terbang semen aluminate crushed bric% alumina ksida @ 2 4 2 4$ Dengan demikian km&sisi am&uran bahan baku yang terbaik dalam &erbaan ini adalah abu terbang calcium aluminate grog aluminium ksida dengan &erbandingan .lume masing'masing 2 4 2 4
(A) atau 2 2 2 " (B) dengan nilai P!G @ S7'"6 yang setara dengan ketahanan suhu "%65K!$ Perbandingan km&sisi Al4:2,Si:4 @ "68 mendekati , sama dengan km&sisi refraktri r kmersial yaitu Al 4:2,Si:4 @ "64 (lihat Tabel "5 dan "4 kde benda u*i N!A9'"6O dan NAO)$ Peningkatan kadar Al4:2 da&at meningkatkan ketahanan refraktri terhada& suhu$ Teta&i dalam &erbaan ini u&aya &eningkatan kadar Al 4:2 dalam am&uran bahan baku dengan menambahkan alumina ksida (corundum)
tidak memberikan
&engaruh yang
signi0kan
terhada&
ketahanan suhu bahkan enderung nilai ketahanan suhunya turun$ Penambahan alumina ksida sebanyak 2(tiga) bagian memberikan nilai ketahanan suhu &aling rendah yaitu "45K! = "255K!$ Perlakuan ini mungkin sa*a disebabkan karena corundum yang ditambahkan adalah bahan yang sudah stabil inert sehingga /aktu &embentukan bahan u*i dengan ditambahkan air serta /aktu &embakaran bahan u*i tidak ter*adi reaksi kimia$ Bahan'bahan baku yang telah diam&ur men*adi km&sit mentah dan
telah
dietak
membentuk
benda
u*i
mentah
dengan
ara
menambahkan air ("# =45H) bereaksi membentuk km&sit baru yang mem&unyai karakteristik berbeda dari bahan asalnya serta mem&unyai sifat kerefraktrian yang lebih baik (tekmira mei)$
(a)
(b)
Mambar #$ (a) bentuk mikrstruktur !A9'"6 (b) bentuk mikrstruktur B Mambar # menun*ukkan adanya &erbedaan tekstur yang menlk antara refraktri kmersial yang telah ditambah air (nth benda u*i mentah N!A9'"6O) dengan refraktri rekayasa hasil am&uran bahan'bahan baku (abu terbang calcium aluminate grog 0 aluminium ksida) yang *uga telah ditambah air yang sama (nth benda u*i mentah NBO)$ !A9'"6 teksturnya didminasi bentuk serat meman*ang ta*am se&erti iri khas silika dan terlihat km&ak (&adat) saling berikatan$ Prsitasnya 42H dengan bul% density sekitar 46 g,ml$ ;ineral'mineralnya sama se&erti nth
sebelum dietak yaitu corundum mullite dan cristobalite$ Dari hasil u*i dan &engamatan ini *uga tam&ak bah/a bubuk refraktri r kmersial meru&akan bahan refraktri yang sangat reaktif terhada& air dengan membentukstruktur baru struktur yang tahan terhada& suhu maksimum "<#5K!$ Sebaliknya nth NBO strukturnya didminasi leh &ragmen# &ragmen yang membentuk aglmerat yang terdiri dari &artikel'&artikel
menyudut dan &artikel'&artikel membulat ( sphere ) yang berasal dari abu batubara$ Di antara &ragmen#&ragmen aglmerat tersebut membentuk rngga'rngga yang terlihat &rs$ Prsitasnya %4H dengan bul% density " g,ml$ 9ika dibandingkan dengan nth benda u*i mentah !A9'"6 ternyata bubuk rekayasa refraktri r belum menun*ukkan reakti0tas yang tinggi terhada& air namun hanya mam&u membentuk aglmerat dengan &rsitas tinggi$ 7andungan mineral'mineralnya sama se&erti nth bahan rekayasa sebelum dietak yaitu corundum mullite dan cristobalite$ Struktur ini hanya mam&u tahan terhada& suhu maksimum "%65K!$ #) Pembakaran (Firing) terhada. Benda Ui
Benda u*i bakar ( ring ) selama " *am &ada suhu "555K!$ Terlihat bah/a hasil u*i bakar menun*ukkan kekerasan benda u*i men*adi lebih tinggi$ -$ +esim.ulan •
Dari hasil analisis distribusi ukuran menggunakan Fritch particle sizer menun*ukkan bah/a ukuran &artikel'&artikel abu terbang di PLTU Suralaya berkisar antara 5$2" ' 255$<% Qm dengan distribusi 5H berukuran 5$2" ' %5$88 Qm atau d#5 @ 644 Qm$ Ukuran &artikel yang sangat halus ini
Sangat k sebagai bahan &engisi (ne grog) dalam sistem refraktri r$ •
Partikel halus yang membulat k untuk digunakan sebagai bahan tahan a&i r karena memiliki sifat lambat &engenda&an dan sel& fo!ing yang lebih baik$
•
-asil u*i s&t GDS menggunakan SG; terhada& butiran kasar (25 mesh) dan butiran halus ('455 mesh) menun*ukkan butiran kasar bertekstur se&erti butiran gula &asir ( sugary ) yang berukuran JEm dan &artikel halus (ne) menun*ukkan sugary dan tekstur *arum (needle) yang &an*angnya sekitar 2 m$
•
-asil u*i terhada& nth abu terbang PLTU'Suralaya menun*ukkan bah/a mineral dminannya adalah kuarsa dan sedikit mullite.
•
7m&sisi kimia abu PLTU'Suralaya hasil &engu*ian menurut la&ran teknik PT PL> "8<<$ Data tersebut mem&erlihatkan kandungan Al 4:2 yang relatif lebih tinggi yaitu 25H untuk abu terbang dan 4%H untuk abu dasar$ 9uga kandungan Si:4 yang lebih rendah yaitu #%H untuk abu terbang dan 62%H untuk abu dasar$ Untuk abu terbang nilai &erbandingan Al 4:2,Si:4 adalah 5#<$ 7andungan !a: relatif tinggi yaitu sekitar %H$
•
Pada rekayasa km&sisi yang dibuat dengan &erbandingan km&nen km&sit mentah se&erti ditun*ukkan &ada Tabel "5 menghasilkan ti&ikal km&sisi kimia se&erti yang ditun*ukkan &ada Tabel ""$ >ilai Al4:2,Si:4 tertinggi dia&ai &ada km&sit mentah kde NAO yaitu "68$ >ilai ini da&at memenuhi refraktri r kmersial ti&e !A9' "6$ 7m&sit mentah kde NBO dan NDO da&at memenuhi refraktri r kmersial ti&e !A9'"%$
•
Dari data u*i etak refraktri r menun*ukkan bah/a semua benda u*i memiliki setting time kurang dari 4% *am benda u*i yang dibuat dari nth refraktri kmersial yaitu !A9'"6 memiliki densitas &aling tinggi (46 g,ml) teta&i memiliki &rsitas &aling rendah (42H)$ -asil u*i P!G terhada& !A9'"6 memberikan nilai &aling tinggi yaitu S7'2% yang setara dengan ketahanan suhu maksimum "<#5K!$
•
Pda u*i &embakaran refraktri r Benda u*i bakar ( ring ) selama " *am &ada suhu "555K!$ Terlihat bah/a hasil u*i bakar menun*ukkan kekerasan benda u*i men*adi lebih tinggi$
;aam Fly Ash Fly ash meru&akan &rduk sam&ingan yang dihasilkan dari sisa &embakaran batubara$ Salah satunya adalah &embangkit tenaga listrik tenaga ua& (PLTU)$ Sedangkan PLTU &aitn meru&akan PLTU yang terbesar di 3ndnesia membutuhkan batubara yang melim&ah dan menghasilkan 1y ash yang berlim&ah *uga$ Untuk memenuhi kebutuhan listrik di seluruh &elsk negeri$ Pemerintah 3ndnesia membangun PLTU yang tersebar diberbagai daerah dan tentunya menghasilkan 1y ash yang berbeda'beda /arnanya$ Fly ash yang dihasilkan dari PLTU &aitn ber/arna klat$ :leh karena itu 1y ash yang dihasilkan dari berbagai sumber PLTU menghasilkan beraneka ragam /arnanya$ Daftar nama &embangkit listrik tenaga ua& di ndnesia$
9enis dan *umlah &embangkit
>ama
Lkasi
7a&asitas
PLTU Tarahan
7eamatan 7atibung Lam&ung 4 "55 ;I Selatan Lam&ung
Unit 333 dan 3
PLTU Asam' Asam
7eamatan 9rng 7abu&aten Tanah Laut 7alimantan % 6# ;I Selatan
Unit 333333 dan 3 % unit 465 ;I
PLTU PT 7rakatau Daya !ilegn Banten Listrik
%55 ;I
# PLTU
PLTU Prik
9akarta Utara D73 9akarta
"2% ;I
PLTU PLTMU
PLTU Punggur
7e&ulauan Riau Batam
4## ;I
PLTU PLTMU
PLTU Paitn S/asta 3
7eamatan Paitn 7abu&aten "425 ;I Prblingg 9a/a Timur
4 PLTU
PLTU Paitn S/asta 33
7eamatan Paitn 7abu&aten "255 ;I Prblingg 9a/a Timur
4 PLTU
PLTU Suralaya
7eamatan Pul ;erak 7ta !ilegn Banten
PLTU Lati
7abu&aten Berau 7alimantan 4 < ;I Timur
>
Pembangkit
% %55 ;IC2 PLTU ttal < unit 655 ;I 2$%55 ;I
Tem&at
" PLTU
7a&asitas
"
PLTU >AD
;eulabh
4 "55 ;I
4
PLTU 4 Sumatera Utara
Pangkalan Susu
4 455 ;I
2
PLTU Sumatra Barat
Teluk Sirih
4 "55 ;I
%
PLTU 2 Bangka Belitung
Belitung
4 4# ;I
#
PLTU % Bangka Belitung
Belitung
4 "# ;I
6
PLTU " Riau
Bengkalis
4 "5 ;I
<
PLTU 4 Riau
Selat Pan*ang
4 < ;I
PLTU 7e&ulauan Riau
Tan*ung Balai 7arimun
4 < ;I
8
PLTU Lam&ung
Tarahan Baru
4 "55 ;I
"
PLTU " 7alimantan
7alimantan Barat
4 #5 ;I
5
Barat
" "
PLTU 4 7alimantan Barat
Bengkayang
4 4# ;I
" 4
PLTU " 7alimantan Tengah
Pulang Pisau
4 65 ;I
" 2
PLTU 7alimantan Selatan
Asam'Asam
4 6# ;I
" %
PLTU 4 Sula/esi Utara
Amurang
4 4# ;I
" #
PLTU Sula/esi Tenggara
7endari
4 "5 ;I
" 6
PLTU Sula/esi Selatan
Barru
4 #5 ;I
" <
PLTU Mrntal
Mrntal
4 4# ;I
"
PLTU ;aluku
;aluku
4 "# ;I
" 8
PLTU ;aluku Utara
Tidre
4 < ;I
4 5
PLTU " >TB
Bima
4 "# ;I
4 "
PLTU 4 >TB
Lmbk
4 4# ;I
4 4
PLTU " >TT
Gnde
4 < ;I
4 2
PLTU 4 >TT
7u&ang
4 "# ;I
4 %
PLTU " Pa&ua
Pa&ua
4 < ;I
4 #
PLTU 4 Pa&ua
9aya&ura
4 "5 ;
Daftar &abrik yang menggunakan batubara$ PT$ Pabrik 7ertas T*i/i 7imia Tbk ;asih banyak &abrik yang menggunakan bahan bakar batubara dan menghasilkan 1y ash yang berkualitas$ Lihatlah gambar 1y ash yang dihasilkan leh berbagai &embakaran batubara$
