BAHAN GALIAN BAHAN BAKAR

BATU BARA Batubara terbentuk dengan cara yang sangat komplek dan memerlukan waktu yang lama ( puluhan sampai ratusan juta tahun) di bawah pengaruh fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Untuk memahami bagaimana batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan perlu diketahui dimana batubara berbentuk dan faktor-faktor yang akan mempengaruhinya, serta bentuk lapisan batubara.

TEMPAT TERBENTUKNYA BATU BARA Untuk menjelaskan tempat terbentuknya batubara dikenal 2 macam teori: a. Teori Insitu Teori ini mengatakan bahwa bahan-bahan pembentuk lapisan batubara, terbentuknya ditempat di mana tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian maka setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses transportasi segera tertutup oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran luas dan merata, kualitasnya lebih baik karena kadar abunya relatif kecil. Batubara yang terbentuk seperti ini di Indonesia didapatkan di lapangan batubara Muara Eneem (Sumsel).

b. Teori drift Teori ini menyebutkan bahwa bahan-bahan pembentuk lapisan batubara terjadinya di tempat yang berbeda dengan tempat tumbuhan semula hidup dan berkembang dengan demikian tumbuhan yang telah mati diangkut oleh media air dan berakumulasi disuatu tempat, tertutup oleh batuan sedemen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran tidak luas, tetapi dijumpai dibeberapa tempat, kwalitas kurang baik karena banyak mengandung material pengotor yang terangkut bersama, selama proses pengangkutan dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi. Batubara yang terbentuk seperti ini di Indonesia didapatkan di lapangan batubara delta Mahakam Purba (Kaltim).

PROSES TERJADINYA BATU BARA Proses biokimia Proses penghancuran oleh bakteri “Anaerobic” terhadap bahan kayu-kayuan (sisa tumbuhan) sehingga terbentuk “gel” (seperti agar-agar) yang disebut “Gelly” Bakteri “anaerob” adalah bakteri yang hidup pada tempat (air) yang kurang mengandung oksigen. Yaitu pada air kotor, misal : daerah rawa-rawa. Bakteri ini akan membusukkan / memakan bahan kayu-kayuan (sisa tumbuhan) Hasil dari proses Biokimia adalah terbentuknya “gel” sebagai bahan pembentuk lapisan batubara. Bahan-bahan tersebut kemudian akan terendapkan/terkumpul sebagai suatu massa yang mampat, yang disebut PEAT (GAMBUT). PEAT (GAMBUT) : merupakan hasil dari proses pengendapan pemanpatan dan pemadatan dari bahan-bahan pembentukan lapisan batubara. Untuk pembentukan PEAT setebal 1ft, dibutuhkan waktu ± 100 th. Kadang-kadang dalam suatu lapisan batubara dijumpai adanya struktur kayu yang masih tampak jelas dan utuh. Hal ini disebabkan karena pada proses pembentukannya, bakteri tidak bekerja secara sempurna (proses metabolisme bakteri tidak sempurna). Tidak aktifnya bakteri, karena bakteri tersebut terkena racun (toxin), sehingga bahan kayu-kayuan yang ada akan tetap utuh sampai pembentukan batubara.

2. Proses termodinamik Proses perubahan PEAT menjadi lapisan batubara oleh adanya panas dan tekanan, juga proses dari luar seperti proses geologi (pelipatan, dsb). Dari adanya panas dan tekanan (T dan P) ini, maka akan terbentuk lapisan batubara, dari PEAT menjadi LIGNIT sampai ANTRASIT (dalam beberapa kelas atau “rank”). Adanya klasifikasi ini tergantung pada intensitas panas dan tekanan. Reaksi Pembentukan Batubara 5(C6H10O5) = C20H22O4 + 3CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO Cellulosa Lignit Gas metan dirawa 6(C6H10O5) = C22H20O34 + 5CH4 + 8H2O + 6CO2 + CO Cellulosa Bitumineous Gas metan Cellulosa (zat-z organik) merupakan zat pembentuk batubara. Kadar C Lignit < Bitumineous Derajat pembatubaraan Lignit kurang sempurna dibanding Bitumineous Perbandingan Unsur C Lignit < Bituminous Semakin besar unsur C → semakin tua Unsur H Lignit > Bituminous Semakin besar, unsur H → semakin muda, Senyawa CH4 Lignit < Bitominous Semakin besar CH4 → semakin tua Material-material penyusun batubaran disebut MACERAL (penyusun batuan disebut : mineral).

LAPISAN BATU BARA

Deposit Batubara bentuk Horse Back

Deposit Batubara bentuk Pinch

Deposit Batubara bentuk Clay Vein

Deposit Batubara bentuk Burried Hill

Deposit Batubara bentuk Fault

Deposit Batubara bentuk Fold

SIFAT BATUBARA

Sifat batubara jenis antrasit : Warna hitam sangat mengkilat, kompak. Nilai kalor sangat tinggi, kandungan karbon sangat tinggi. Kandungan air sangat sedikit Kandungan abu sangat sedikit Kandungan sulfur sangat sedikit.

Sifat batubara jenis bitumine/subbitumine : Warna hitam mengkilat, kurang kompak. Nilai kalor tinggi, kandungan karbon relatif tinggi. Kandungan air sedikit Kandungan abu sedikit Kandungan sulfur sedikit

Sifat batubara jenis lignit (brown coal) : Warna hitam, sangat rapuh. Nilai kalor rendah, kandungan karbon sedikit. Kandungan air tinggi. Kandungan abu banyak. Kandungan sulfur banyak

TERJADINYA IMPURITIS

Inherent impurities merupakan pengotor bawaan yang terdapat di dalam batubara. Batubara yang sudah dicuci bersih (bentuk bongkah), ketika dibakar habis ternyata masih memberikan sisa abu. Pengotor bawaan ini terjadi bersama-sama pada waktu terjadi proses pembentukan batubara (ketika masih berupa gelly). Pengotor ini dapat berupa mineral seperti : gipsum, anhidrit, pirit, silika, markasit dan dapat pula berbentuk tulang-tulang binatang (diketahui ada senyawa posfor dari hasil analisa abu).

b. External impurities merupakan pengotor luar, yang berasal dari proses penambangan antara lain terbawanya lapisan penutup. Kejadian ini sangat umum dan sulit dihindarkan khususnya pada kegiatan tambang terbuka

PARAMETER BATUBARA Lengas (kandungan air) Free moisture Inharent moisture Zat terbang (floated matters) Karbon padat (fixed carbon) Kadar abu (ash) Nilai kalor (calorific value)

Kandungan/unsur batubara yang tidak dikehendaki pada insdutri : Pada industri semen Kadar MgO yang terlalu tinggi akan merusak kualitas semen. Pada industri listri (PLTU) Kadar Na2O dan K2O yang terlalu tinggi > 6% dari kadar abu total – akan mempengaurhi TITIK LELEH ABU (Ash Fusion Temperature) menjadi turun. Pada industri besi baja Kadar P2O5 yang terlalu tinggi akan merusak kualitas besi baja yang diproduksi.

BRIKET BATUBARA

SIFAT BRIKET YANG BAIK Tidak berasap dan tidak berbau pada saat pembakaran. Mempunyai kekuatan tertentu sehingga tidak mudah pecah waktu diangkat dan dipindah-pindah. Mempunyai suhu pembakaran yang tetap (± 3500C) dalam jangka waktu yang cukup panjang (8-10 jam) Setelah pembakaran masih mempunyai kekuatan tertentu sehingga mudah untuk dikeluarkan dari dalam tungku masak. Gas hasil pembakaran tidak mengandung gas karbon monoksida yang tinggi.

TEKNIK PEMBUATAN Proses pembuatan briket Yontan cukup sederhana. Batubara bubuk (5 mm) diberi air (10%) ditekan dengan mesin tekan pembriketan pada tekanan 120 Kg/cm2 sehingga diperoleh briket. Untuk tipe telor perlu ditambah molases (7%) dan diroll pada mesin briket tipe roll.

MENIADAKAN ASAP DAN BAU Percobaan untuk mengurangi/meniadakan asap dan bau dari briket batubara telah dilakukan dengan mengurangi volatile matter. Hal ini dapat ditempuh dengan melakukan karbonisasi terhadap batubara pada suhu rendah, dan ternyata berhasil baik. Hanya masalah lama waktu pembakaran dari briket batubara ini masih relatif lebih pendek yaitu ± 4 jam.

BATUBARA SEBAGAI BATUAN INDUK HIDROKARBON Hasil penelitian terkahir menunjukkan bahwa batubara juga memegang peranan yang penting di dalam dunia perminyakan, khususnya untuk keperluan eksplorasi gas dan minyak bumi. Secara umum di dalam batubara terdapat tiga unsur bahan organik yang dikenal sebagai bahan maceral yaitu maceral vitrinite, eksinite dan inertinite. Penelitian batubara di bawah mikroskop memperlihatkan beberapa gambaran yang menunjukkan bahwa batubara berperan aktif dalam pembentukan hidrokarbon. Hal ini termasuk juga dengan didapatkannya urat-urat (veins) dari unsur-unsur bitumen di dalam batubara dan maceral-maceral yang menunjukkan adanya bahan yang sama dengan unsur bitumen

MACERAL Maceral vitrinite berasal dari bahan sel dinding ataupun serat-serat kayu dari suatu tumbuhan. Sedang eksinite berasal dari unsur-unsur yang mengandung lilin atau resin suatu tumbuhan, seperti halnya spora, kutikula, gangang (algae) dan getah. Maceral inertinite sebenarnya berasal dari bahan yang sama dengan bahan pembentuk maceral vitrinite, akan tetapi bahan tersebut telah mengalami proses oksidasi. Maceral-maceral dari group vitrinite dan inertinite mempunyai potensi 1 : 10 dibanding maceral eksinit untuk membentuk hidrokarbon sedang maceral inertinite berpotensi 1 : 20 dibanding dengan maceral eksinit

GAMBUT Gambut adalah sisa timbunan tumbuhan yang telah mati dan kemudian diuraikan oleh bakteri anaerobik dan aerobik menjadi komponen yang lebih stabil. Selain zat organik yang membentuk gambut terdapat juga zat anorganik dalam jumlah yang kecil.

JENIS GAMBUT Gambut ombrogenus yang kandungan airnya hanya berasal dari air hujan. Gambut jenis ini dibentuk dalam lingkungan pengendapan dimana tumbuhan pembentuk yang semasa hidupnya hanya tumbuh dari air hujan, sehingga kadar abunya adalah asli (inherent) dari tumbuhan itu sendiri. Gambut topogenus yang kandungan airnya berasal dari air permukaan. Jenis gambut ini diendapkan dari sisa tumbuhkan yang semasa hidupnya tumbuh dari pengaruh air pengaruh air permukaan tanah, sehingga kadar abunya dipengaruhi oleh elemen yang terbawa oleh air permukaan tersebut.

Daerah gambut topogenus lebih bermanfaat untuk lahan pertanian dibanding dengan daerah gambut ombrogenus karena gambut topogenus mengandung relatif lebih banyak nutrisi. Kedua jenis gambut tersebut pada hakikatnya secara megaskopis agak sukar didefinisikan secara pasti karena kompleksnya tahapan proses pembusukan.

PEMANFAATAN GAMBUT Sebagai media semai Sabagai bahan bakar Dapat diekstrak menjadi asam humat

EKSTRAKSI ASAM HUAMT Gambut Diayak Gambut KERING Air = 5% - 10% Direaksikan dengan NaOH 15%, ditambah air dan dididihkan Didiamkan, diendapkan selama 18 jam Na-humat cair Na-humat kristal Dikeringkan Asam gambut

KEGUNAAN ASAM HUMAT Pengeras adukan semen Pengencer lumpur bor

MINYAK BUMI Menurut teori lama Minyak bumi berasal dari plankton (organik) Berdasarkan perkembangan ilmu yang didasari penelitian Asal minyak bumi tidak hanya dari plankton tetapi ada yang dari tumbuh-tumbuhan bahkan ada yang dari anorganik

TEORI ANORGANIK Teori anorganik merupakan teori yang beranggapan bahwa minyak dan gas bumi berasal dari proses anorganik. Salah satu teorinya adalah Karbon (C) dan Hidrogen (H) dapat membentuk minyak dan gas bumi apabila kondisi temperatur dan tekanan yang ekstrim.

MACAM-MACAM HIDROKARBON Hidrokarbon padat Pasir teer Serpih minyak Hidrokarbon cair Minyak bumi Hidrokarbon gas Gas bumi

MIGRASI MINYAK BUMI Minyak bumi berasal dari lapisan batuan induk, kemudian bergerak ke batuan reservoir yang dapat memungkinkan minyak bumi terakumulasi didalamnya. Proses migrasi ini merupakan perpindahan minyak bumi dari lapisan batuan induk menuju ke lapisan batuan reservoir untuk dikonsentrasikan didalamnya.

REMBESAN MINYAK BUMI Minyak bumi yang keluar dipermukaan disebut rembesan

Rembasan yang keluar dari homoklin Jenis Rembasan Minyakbumi (menurut Link, 1952)

REMBASAN YANG YANG BERASOSIASI DENGAN LAPISAN DAN FORMASI TEMPAT MINYAK TERSEBUT TERBENTUK A. Jalur rembesan dalam struktur yang masih utuh dimana minyak dan gas naik melui retakan-retakan kecil dalam lapisan penyekat B. Minyak merembes melalui patahan-patahan kecil diatas struktur yang berproduksi

D. Rembasan sepanjang sesar naik bersudut rendah seberapa jauh dari lipatan yang terdapat dibawahnya C. Rembasan permukaan sepanjang sesar naik

REMBASAN KELUAR SEPANJANG KETIDAKSELARASAN B. Rembasan sepanjang ketidakselarasan antara struktur lipatan dan sesar yang ditumpangi lapisan homoklin A. Rembasan sepanjang ketidakselarasan dan sesar (Venezuela)

D. Rembasan sepanjang ketidakselarasan pada kedua belah fihak dari cekungan (Uinta Basin, A.S.) C. Rembasan sepanjang ketidakselarasan dan lapisan minyak yang membaji yang tererosikan (Venezuela)

REMBASAN BERASOSIASI DENGAN INTRUSI

AKUMULASI MINYAK BUMI Minyak bumi akan terakumulasi dalam lapisan reservoir setelah bermigrasi dari asalnya yaitu batuan induk. Dengan catatan lapisan reservoir tertutup bagian atas dan sampingnya dan terbuka dibawah.

PERANGKAP STRUKTUR

PERANGKAP STRATIGRAFI

PERANGKAP HIDRODINAMIK

PERANGKAP KOMBINASI

THANKS by Bambang H