PREPARASI SAMPEL I.
TUJUAN
PERCOBAAN
Setelah melakukan percobaan, mahasiswa mampu : 1. Menjelaskan pengertian dan peranan preparasi sampel sebelum analisis batubara 2. Melakukan preparasi sampel menggunakan alat dengan baik dan benar
II.
ALAT DAN BAHAN
2.1 Alat yang Digunakan : 1. Alat Grinding 2. Oven 3. Cawan Porselen 4. Penjepit Porselen 5. Neraca Analitik 6. Desikator
2.2 Bahan yang Digunakan : Batubara Berbagai Peringkat (Antrasit, Bituminus, Sub bituminus, bituminus, Lignit)
III.
DASAR TEORI
Preparasi Sampel
Preparasi sample adalah pengurangan massa dan ukuran dari gross sample sampai pada massa dan ukuran yang cocok untuk analisa di Laboratorium. Tahap-tahap preparasi sample adalah sebagai berikut :
1.Pengeringan udara/Air Drying Pengeringan udara pada gross sample dilakukan jika sample tersebut tersebut terlalu basah untuk diproses tanpa menghilangnya moisture atau yang menyebabkan timbulnya kesulitan pada crusher atau mill. Pengeringan udara dilakukan pada suhu ambient sampai suhu maksimum yang dapat diterima yaitu 400C. Waktu yang diperlukan untuk pengeringan ini bervariasi
tergantung dari typical batubara yang akan dipreparasi, hanya prinsipnya batubara dijaga agar tidak mengalami oksidasi saat pengeringan. 2. Pengecilan ukuran butir Pengecilan ukuran butir adalah proses pengurangan ukuran atas sample tanpa menyebabkan perubahan apapun pada massa sample. Contoh alat mekanis untuk melakukan pengecilan ukuran butir adalah : - Jaw Crusher - Rolls Crusher - Swing Hammer Mills Jaw Crusher atau Roll Crusher biasa digunakan untuk mengurangi ukuran butir dari 50 mm sampai 11,2 mm; 4,75 mm atau 2,36 mm. Roll Crusher lebih direkomendasikan untuk jumlah/massa sample yang besar. Swing Hammer Mill digunakan untuk menggerus sample sampai ukuran 0,2 mm yang akan digunakan untuk sample yang akan dianalisa di Laboratorium. 3.Mixing atau Pencampuran Mixing / pencampuran adalah proses pengadukan sample agar diperoleh sample yang homogen. Pencampuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu : a.Metode manual ; menggunakan riffle atau dengan membentuk dan membentuk kembali timbunan berbentuk kerucut b.Metode Mekanis : menggunakan Alat Rotar y Sample Divider (RSD) 4.Pembagian atau Dividing Proses untuk mendapatkan sample yang representatif dari gross sample tanpa memperkecil ukuran butir. Sebagai aturan umum, pengurangan sample ini harus dilakukan dengan melakukan pembagian sample. Pembagian dilakukan dengan metode manual (riffling atau metode increment manual) dan metode mekanis (Rotary Sample Divider)
SAMPLING
Sampling secara umum dapat didefinisikan sebagai; ³ Suatu proses pengambilan sebagian kecil contoh dari suatu material sehingga karakteristik contoh material tersebut mewakili keseluruhan material´. Didalam industri pertambangan batubara, sampling merupakan hal yang sangat penting, karena merupakan proses yang sangat vital dalam menentukan karakteristik batubara tersebut. Dalam tahap explorasi, karakteristik batubara merupakan salah satu penentu dalam study kelayakan apakah batubara tersebut cukup ekonomis untuk ditambang atau tidak. Begitu pun dalam tahap produksi dan pengapalan atau penjualan batubara tersebut karakteristik dijadikan a cuan dalam menentukan harga batubara. Secara garis besar sampling dibagai menjadi 4 golongan dilihat dari tempat pengambilan dimana batubara berada dan tujuannya yaitu; Explorasi sampling, Pit sampling, Production sampling, dan loading sampling (barging dan transhipment) Explorasi sampling dilakukan pada tahap awal pendeteksian kualitas batubara baik dengan cara channel sampling pada outcrop atau lebih detail lagi dengan cara pemboran atau drilling. Tujuan dari sampling di tahap ini adalah untuk menentukan karakteristik batubara secara global yang merupakan pendeteksian awal batubara yang akan di exploitasi. Pit sampling dilakukan setelah explorasi bahkan bisa ha mpir bersamaan dengan progress tambang didalam satu pit ata u block penambangan dengan tujuan lebih mendetailkan data yang sudah ada pada ta hap explorasi. Pit sampling ini dilakukan oleh pit control untuk mengetahui kualitas batubara yang segera akan ditambang, jadi lebih ditujukan untuk mengkontrol kualitas batubara yang a kan ditambang dalam jangka waktu short term. Pit sampling ini juga dapat dilakukan dengan pemboran juga dengan channel pada face penambangan kalau diperlukan untuk mengecek kualitas batubara yang dalam progress ditambang. Production sampling ; dilakukan setelah batubara di proses di prosesing plant dimana proses ini dapat merupakan penggilingan (crushing) pencucian (washing), penyetokan dan lain-lain. Tujuannya adalah mengetahui secara pasti kualitas batubara yang akan di jual atau dikirim ke pembeli supaya kualitasnya sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan dan telah disepakati oleh kedua belah pihak. Dengan diketahuinya kualitas batubara di stockpile atau di penyimpanan sementara kita dapat menentukan batubara yang
mana yang cocok untuk dikirim ke Buyer tertentu dengan spesifikasi batubara tertentu pula. Baik dengan cara mencampur (blending) batubara-batubara yang ada di stockpile atau pun dengan single source dengan memilih kualitas ya ng sesuai. Loading Sampling ; Dilakukan pada saat batubara dimuat dan dikirim ke pembeli baik menggunakan barge maupun menggunakan kapal. Biasanya dilakukan oleh independent company karena kualitas yang ditentukan harus diakui dan dipercaya oleh penjual (Shipper) dan pembeli (Buyer). Tujuannya adalah menentukan secara pa sti kualitas batubara yang dijual yang nantinya akan menentukan harga batubara itu sendiri karena ada beberapa parameter yang sifatnya fleksibel sehingga harganya pun fleksibel tergantung kualitas actual pada saat batubara dikapalkan. Sampling, preparasi dan analisa sa mple batubara dengan berbagai tujuan seperti telah dijelaskan di atas,dilakukan dengan menggunakan standard ± standard yang telah ada. Dimana pemilihannya tergantung keperluannya, biasanya tergantung permintaan pembeli atau calon pembeli batubara. Standard yang sering digunakan untuk keperluan tersebut diantaranya ; ASTM (American Society for Testing and Materials), AS (Australian Standard), Internasional Standard, British Standard, dan ba nyak lagi yang lainnya yang berlaku baik di kawasan regional maupun internasional. Berdasarkan metoda pelaksanaannya sampling dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu; 1. Manual sampling 2. Mechanikal sampling Sedangkan berdasarkan teknis pengambilannya Sampling dapat dibagi menjadi beberapa golongan sebagai berikut; Core Sampling
- Exploration sampling - Deep drilling - Shalow drilling - Pit sample - Pit drilling Channel sampling
- Explorasi sampling - Outcrop sampling
- Pit sampling - Seam face sampling Bulk sampling
- Stasionary sampling - Stockpile sampling - Wagon sampling - Coal truck sampling, Dll. Moving sampling
- Cross belt sampling - Stop belt sampling - Falling stream sampling - Moving bucket sampling, DLL. Sampling batubara merupakan sampling yang tersulit dari semua sampling solid material. Hal ini dikarenakan batubara merupakan heterogen solid material. Selain itu parameter yang ditentukan dari batubara memeliki sifat-sifat penyebaran yang bervariasi. Oleh karena itu dalam melakukan sampling batubara harus betul-betul mengikuti kaidahkaidah atau standard yang digunakan. Ada 3 faktor yang menentukan bahwa suatu sample dapat dikatakan representative atau t idak, yaitu : 1. Teknik pengambilan sample dan alat yang digunakan 2. Massa /jumlah sample yang diambil 3. Periode atau interval pengambilan. Untuk memperoleh sample yang representative, maka ketiga faktor diatas harus dilakukan dengan baik menurut standard yang digunakan. Teknik
Pengambilan dan Alat yang digunakan
a. Teknik pengambilan sample Teknik pengambilan sample harus ditentukan dan disesuaikan dengan kondisi material yang akan diambil dan alat yang digunakan. Teknik pengambilan sample yang salah, akan menyebabkan hasil dari sa mple tersebut bias. Teknik sampling harus betul betul
diperhatikan terutama pada sampling secara manual. Sebagai contoh, dalam pengambilan sample dari falling stream, shovel atau ladle yang digunakan harus masuk ke seluruh stream batubara. Apabila hanya sebagian strea m yang diambil maka sample yang diperoleh akan bias. Selain itu yang perlu diperhatikan adalah muatan sample dalam ladle. Ladle harus terisi sample secukupnya dan tidak boleh berlebihan (overfill). Pengambilan sample yang overfill juga akan menyebabkan bias, karena partikel yang besar-besar akan jatuh, dan sebagian besar sample yang terambil adalah fine coal. Jadi teknik pengambilan sample harus disesuaikan dengan situasi, kondisi, batubara yang akan diambil samplenya. Seorang sampler yang profesional harus menguasai teknik sampling yang disesuaikan dengan situasi dan kondisi batubara yang akan diambil samplenya. b. Alat yang digunakan Selain teknik pengambilan sample, yang tak kala h pentingnya yang harus diperhatikan adalah alat yang digunakan untuk mengambil sample tersebut. Alat yang digunakan untuk melakukan sampling memiliki ukuran dan bentuk yang ditentukan oleh standard. Penggunaan alat yang tidak sesuai dengan standard, akan mengakibatkan bias pada sample yang diperoleh dan akan menyebabkan kesalahan pada hasil a nalisanya. Ada 5 jenis alat untuk pengambilan sample secara manual yang biasanya digunakan yaitu : 1.Laddle : Digunakan untuk pengambilan sample dari falling stream 2.Manual Cutter : Digunakan untuk pengambilan sa mple dari falling stream 3.Scoop : Digunakan untuk pengambilan sample seperti dari bucket WA dsb. 4.Shovel : Digunakan untuk pengambilan sample di stockpile, DT dan lain-lain. 5.Sampling Frame: Digunakan untuk pengambilan sample diatas belt conveyor
IV.
PROSEDUR KER JA
a.
Prosedur percobaan dilaksanakan sbb :
1.
Menimbang sampel batubara yang diterima secepatnya dalam pan pengering
2.
Mengeringkan pada suhu kamar / dalam oven pengering pada suhu 15 ± 20 0 C di atas 0
suhu kamar (max. 40 C) 3.
Menimbang sampel setiap 1 jam sekali sampai beratnya tetap, perbedaan 0,1 % setia p jam nya (% kehilangan berat = L)
4.
Menggerus sampel smapai lolos ayakan no. 8 pada tabel 11, kemudian ca mpur sampai merata (homogen)
5.
Mengeringkan sampel pada suhu kamar, kemudian menimbang sampai beratnya tetap, i
perbedaan 0,1 % setiap jam nya (% kehilangan berat = L ) 6.
Melakukan pembagian sampel dengan cara conning dan quartering atau dengan menggunakan splitter atau mechanical divider sesuai tabel 10, dengan menambahkan 500 gr sampel batubara apabila diperlukan untuk kadar lengas sisa.
7.
Memisahkan sampel untuk penetapan kadar le ngas sisa sebanyak 50 gr.
b.
Penentuan kadar lengas sisa sa mpel ukuran ±60 mesh
Penetapan kadar lengas sisa dari sampel ukuran -60mesh, dikerjakan sesuai dengan penetapan kadar lengas sisa di atas, yaitu dengan menimbang 1 gr sampel batubara tersebut kemudian dipanaskan dalam oven pengering pada suhu 110 0C selama 1 jam.
Tabel hubungan antara ukuran sampel dan berat minimal setelah pembagian 95 % lolos ayakan
Pembagian Sampel Sampai Berat Minimal
Tyler
ASTM
Std. Amerika
Batubara Bersih
Batubara Kotor
(Clean Coal)
(Raw Coal)
4 mesh
No. 4
4,75 mm
2000
4000
8 mesh
No. 8
2,36 mm
500
1000
20 mesh
No.20
8,50 Mm
250
500
60 mesh
No. 60
250 Mm
50
50
V.
DATA PENGAMATAN
Data kadar lengas sisa H1 = 0,85 gr H2 = 0,8 gr H3 = 0,81 gr W = 1 gr
Sebelum penggerusan Berat awal sampel
: 600 gr (a)
Pengeringan 1
: 597,6 gr
Pengeringan 2
: 596 gr (b)
Sesudah penggerusan
VI.
1
Berat awal
: 240,5 gr (a )
Pengeringan
: 237,5 gr (b 1)
PERHITUNGAN
Maka, R rata-rata :
= 18%
VII. ANALISA DATA
Pada percobaan ini dilakukan preparasi sampel pada batubara. Hali ini sangat penting dilakukan sebelum melakukan analisis batubara, karena di setiap bagian pada batubara tidak sam kandungannya, sehingga tidak dapat mewakili sampel asalnya. Jadi analisanya dapat memuaskan. Yang dilakukan pada preparasi sampel inii adalah pengeringan sampel. Pada awalnya, berat batubara 600 gr. Batubara masih berbentuk bongkahan. Sampel dikeringkan dalam oven 0
selama 2 jam dengan 2 kali pemanasan dengan suhu lebih kurang 40 C. Pada awal pemanasan, beratnya menjadi 596 gr. Kehilangan berata tersebut disebabkan karena kandungan air dalam sampel. Kemudian selanjutnya dilakukan pengecilan ukuran butir dengan menggunakan grinding. Semua bahan tsb. Dihaluskan melalui 3 tahapan, masing-masing tahapan mempunyai tingkat kehalusan yang berbeda. Jaw crusher ini mengurangi ukuran butir 50 mm sampai 11,2 mm ; 4,75 mm atau 2,36 mm. Berdasarkan literatur, saat sampel mengalami grinding tidak adanya perubahan massa. Namun saat praktik, berat awal tidak sama dengan berat saat setelah di grinding karena banyak menempel dan masih tersisa pada alat. Kemudian dilakukan pengadukan dengan ayakan -60mesh. Selanjutnya dikeringkan lagi dalam oven selama 1 jam, dengan mengambil 3 buah sampel, masing-masing 1 gr. Ternyaa beratnya pun tidak sama dengan berat awal. Ternyata, kandungan air dalam sampel masih ada, sehingga menyebabkan kehilangan berat.
VIII. KESIMPULAN
Berdasarkan percobaan, didapatkan kesimpulan bahwa :: Untuk menyiapkan sampel dengan basis data adb (air dry base), dilakukan pengeringan dengan surface moisture dan pengeringan inherent moisture. Didapatkan :: Kadar Lengas Sisa (R) = 18% Kadar Lengas Bebas (A) = 1,99% Kadar Lengas Total (TM) = 19,74538
IX.
DAFTAR PUSTAKA
Jobsheet. 2010. ³Praktikum Analisa Batubara´. P olsri : Palembang.
