PT. GEOSERVICES, LTD KUALITAS BATUBARA Baik buruknya suatu kualitas batubara ditentukan oleh penggunaan batubara itu sendiri. Batubara yang berkualitas baik untuk penggunaan tertentu, belum tentu baik pula untuk penggunaan yang lainnya, begitu juga sebaliknya

KUALITAS BATUBARA Kualitas suatu batubara dapat ditentukan dengan cara analisa parameter tertentu baik secara fisik maupun secara kimia. Parameter yang ditentukan dari suatu analisa batubara tergantung tujuan untuk apa batubara tersebut digunakan.

Parameter Kualitas Batubara Total Moisture Proximate Total Sulfur Calorific Value HGI Ultimate Analysis Ash Fusion Temperature Ash Analysis

MOISTURE DALAM BATUBARA KUALITAS BATUBARA TOTAL MOISTURE MOISTURE DALAM BATUBARA Inherent Moisture Extraneous Moisture EQM MHC Surface Moisture TM = EQM + SM

TOTAL MOISTURE Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada : KUALITAS BATUBARA TOTAL MOISTURE Tinggi Rendahnya Total Moisture akan tergantung pada : Peringkat Batubara Size Distribusi Kondisi Pada saat Sampling

Peringkat Batubara Semakin tinggi peringkat suatu batubara KUALITAS BATUBARA Peringkat Batubara Semakin tinggi peringkat suatu batubara semakin kecil porositas batubara tersebut atau semakin padat batubara tersebut. Dengan demikian akan semakin kecil juga moisture yang dapat diserap atau ditampung dalam pori batubara tersebut. Hal ini menyebabkan semakin kecil kandungan moisturenya khususnya inherent moisturenya.

POROSITAS BATUBARA Porositas internal Lower Rank Coal Porositas internal High Rank Coal Inherent Moisture Tinggi Inherent Moisture Rendah

Size Distribusi Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka KUALITAS BATUBARA Size Distribusi Semakin kecil ukuran partikel batubara, maka semakin besar luas permukaanya. Hal ini menyebabkan akan semakin tinggi surface moisturenya. Pada nilai inherent moisture tetap, maka TM-nya akan naik yang dikarenakan naiknya surface moisture.

Kondisi Sampling Total Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi KUALITAS BATUBARA Kondisi Sampling Total Moisture dapat dipengaruhi oleh kondisi pada saat batubara tersebut di Sampling. Yang termasuk dalam kondisi sampling adalah : Kondisi batubara pada saat disampling Size distribusi sample batubara yang diambil terlalu besar atau terlalu kecil. Cuaca pada saat pengambilan sample.

Penentuan Total Moisture KUALITAS BATUBARA Penentuan Total Moisture Penentuan Total Moisture biasanya dibagai menjadi dua tahap penentuan yaitu : Penentuan Free Moistrue atau air dry loss Penentuan Residual moisture TM = FM + RM(1-FM/100)

TM = ADL + RM(1-ADL/100) TM Sample Portion Timbang Air Drying Oven Drying Berat Konstan (ADL) Berat Konstan (ADL) Equilibrium Residual Moisture (RM) Residual Moisture (RM) TM = ADL + RM(1-ADL/100)

TOTAL MOISTURE Dalam komersial, Total Moisture sering KUALITAS BATUBARA TOTAL MOISTURE Dalam komersial, Total Moisture sering dijadikan parameter penentu berat cargo akhir, atau bahkan sebagai batasan Reject. Total Moisture juga digunakan sebagai faktor dalam penentuan basis As Received, baik untuk nilai kalori maupun untuk parameter lainnya. Adjustment Cargo = Tonase X (100-TM act)/(100-TM kontrak)

Air dried moisture Ash Content Volatile Matter Fixed carbon KUALITAS BATUBARA PROXIMATE ANALYSIS Air dried moisture Ash Content Volatile Matter Fixed carbon

Moisture In the analysis samples KUALITAS BATUBARA AIR DRIED MOISTURE Moisture In the analysis samples Inherent Moisture Adalah moisture yang terkandung dalam batubara setelah batubara tersebut dikering udarakan

KUALITAS BATUBARA Sifat-Sifat ADM Besar kecilnya nilai ADM dipengaruhi oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin rendah kandungan ADM nya. Nilainya tergantung pada humuditas dan temperature ruangan dimana moisture tersebut dianalisa. Nilainya tergantung juga pada preparasi sample sebelum ADM dianalisa (Standar preparasi)

PREPARASI SAMPLES ISO STANDARD ASTM STANDARD Sample Sample Air drying 30oC, 6 jam Air drying Sampai konstan Milling to 0.212mm Milling to 0.250mm Analisa Laboratorium Analisa Laboratorium

AIR DRIED MOISTURE Penentuan ADM KUALITAS BATUBARA AIR DRIED MOISTURE Penentuan ADM Sample Batubara di preparasi, dan digerus sampai ukuran 0.212mm atau 0.250 mm, 105 o C 1 Gram sample ditimbang Heated in oven at 105-107 deg C – 3 h Mad = M2 - M3 M1 X 100 Mad = Air dried Moisture M1 = Mass of Original sample M2 = Mass of dish, lid, and sample before heating M3 = Mass of dish, lid, and sample after heating

MOISTURE IN THE ANALYSIS SAMPLES

KUALITAS BATUBARA AIR DRIED MOISTURE Digunakan dalam mengkonversi basis parameter analisa dari air dried basis ke basis lainnya.

KUALITAS BATUBARA ASH CONTENT Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, melainkan mengandung mineral matter. Namun sebagian mineral matter dianalisa dan dinyatakan sebagai kadar Abu atau Ash Content. Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri dari inherent dan extarneous. Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara dan keberadaan dalam batubara terikat secara kimia dalam struktur molekul batubara Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya yang berasal dari luar batubara.

KUALITAS BATUBARA Sifat – Sifat kadar Abu Kadar abu dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral matter yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau dari extraneous. Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang sama. Oleh karena itu Ash sering dijadikan parameter penentu dalam beberpa kalibrasi alat preparasi maupun alat sampling. Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya. Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI batubara.

KUALITAS BATUBARA Kegunaan kadar Abu Kadar abu didalam penambangan batubara dapat dijadikan penentu apakah penambangan tersebut bersih atau tidak, yaitu dengan membandingkan kadar abu dari data geology atau planning, dengan kadar abu dari batubara produksi. Kadar abu dalam komersial sering dijadikan sebagai garansi spesifikasi atau bahkan sebagai rejection limit.

Penentuan kadar Abu Aad = M2 / M1 x 100 KUALITAS BATUBARA Penentuan kadar Abu 815oC Aad = M2 / M1 x 100 Aad = Ash in the analysis samples M2 = Weight of ash (grams) M1= Weight of samples (grams)

ASH CONTENT

KUALITAS BATUBARA VOLATILE MATTER Volatile matter/ zat terbang, adalah bagian organik batubara yang menguap ketika dipanaskan pada temperature tertentu. Volatile matter biasanya berasal dari gugus hidrokarbon dengan rantai alifatik atau rantai lurus. Yang mudah putus dengan pemanasan tanpa udara menjadi hidrokarbon yang lebih sederhana seperti methana atau ethana.

Sifat-Sifat Volatile Matter KUALITAS BATUBARA Sifat-Sifat Volatile Matter Kadar Volatile Matter dalam batubara ditentukan oleh peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya. Volatile matter memiliki korelasi dengan vitrinite reflectance, semakin rendah volatile matter, semakin tinggi vitrinite reflectancenya

Grafik Hubungan antara Volatile Matter dengan Vitrinite Reflectance KUALITAS BATUBARA Grafik Hubungan antara Volatile Matter dengan Vitrinite Reflectance

Kegunaan Volatile Matter KUALITAS BATUBARA Kegunaan Volatile Matter Volatile Matter digunakan sebagai parameter penentu dalam penentuan peringkat batubara. Volatile matter dalam batubara dapat dijadikan sebagai indikasi reaktifitas batubara pada saat dibakar. Semakin tinggi peringkat suatu batubara akan semakin rendah kadar volatile matternya.

Pengujian Volatile Matter KUALITAS BATUBARA Pengujian Volatile Matter 900oC VMad = (M2 / M1) x 100 - Mad VMad = Volatile Matter in the analysis samples M1 = Weight of Sample (grams) M2 = Loss of weight (grams) Mad = Moisture in the analysis samples

VOLATILE MATTER

KUALITAS BATUBARA SULFUR ORGANIC SULFUR SULFAT SULFUR PYRITIC SULFUR

KUALITAS BATUBARA Sifat-Sifat SULFUR Kandungan sulfur dalam batubara sangat bervariasi dan pada umumnya bersifat heterogen sekalipun dalam satu seam batubara yang sama. Baik heterogen secara vertikal maupun secara lateral. Namun demikian ditemukan juga beberapa seam yang sama memiliki kandungan sulfur yang relatif homogen.

KUALITAS BATUBARA Kegunaan SULFUR Sulfur dalam batubara thermal maupun metalurgi tidak diinginkan, karena Sulfur dapat mempengaruhi sifat-sifat pembakaran yang dapat menyebabkan slagging maupun mempengaruhi kualitas product dari besi baja. Selain itu dapat berpengaruh terhadap lingkungan karena emisi sulfur dapat menyebabkan hujan asam. Oleh karena itu dalam komersial, Sulfur dijadikan batasan garansi kualitas, bahkan dijadikan sebagai rejection limit. Namun demikian dalam beberapa utilisasi batubara, Sulfur tidak menyebabkan masalah bahkan sulfur membantu performance dari utilisasi tersebut. Utilisasi tersebut misalnya pada proses pengolahan Nikel seperti di PT. INCO. Dan juga pada proses Coal Liquefaction (Pencairan Batubara).

KUALITAS BATUBARA Pengujian SULFUR 1350 o C O2 ALUMINA Combustion Boat

TOTAL SULFUR

REAKSI KIMIA PADA SAAT PENENTUAN SULFUR KUALITAS BATUBARA REAKSI KIMIA PADA SAAT PENENTUAN SULFUR 1350 oC COAL H2O+CO2+SO2+ etc SO2 + H2O2 + H2 SO4 H2 SO4 + 2 Na OH + Na2 SO4 + 2 H2O + Na2 B4 O7 + 7 H2O 2 Na OH + 4 H3BO3 BORAX

STOICIOMETRY Miliequivalent S = Miliequivalent SO2 KUALITAS BATUBARA STOICIOMETRY Miliequivalent S = Miliequivalent SO2 Miliequivalent SO2 = Miliequivalent H2SO4 Miliequivalent H2SO4 = Miliequivalent NaOH Miliequivalent NaOH = Miliequivalent Borax (Na2B4O7) Miliequivalent Borax (Na2B4O7) = V(ml) x N Borax Miliequivalent S = V(ml) x N Borax (Na2B4O7 ) Due to Blank test is regularly determined prior to determined the samples, then the equation become : Miliequivalent S = (V(ml) –V blank (ml)) x N Borax Weight S in the sample (gram) = (V(ml) –V blank (ml)) x N Borax x ME.S 1000 ME. S = ½ MM = 32.08 /2 = 16.04

STOICIOMETRY (V – Vb )x N x 16.04 Weight Sulfur (gram) = 1000 % Sulfur in the sample = X 100 1000 x M (V – Vb )x N % Sulfur in the sample = 1.604 X M V = Volume of Titration used (Borax solution) Vb = Volume of Titration used (Borax solution) in Blank Test N = Normality of Borax solution M = Weight of Coal Sample

Calorific Value Specific Energy Higher heating Value Adalah nilai energi yang dapat dihasilkan dari pembakaran batubara. Nilai kalori batubara dapat dinyatakan dalam satuan: MJ/Kg , Kcal/kg, BTU/lb Nilai kalori tersebut dapat dinyatakan dalam Gross dan Net.

Calorific Value Nilai Kalori dapat dinyatakan dalam satuan yang berbeda : Calorific Value (CV)……(kcal/kg) Specific Energy (SE) ….(Mj/kg) Higher Heating Value (HHV) = Gross CV Lower Heating Value (LHV)= Net CV British Thermal Unit = Btu/lb

Konversi Nilai Kalori Btu/Lb Kcal/kg MJ/kg 1 0.5555 1.8 429.923 KUALITAS BATUBARA Konversi Nilai Kalori Btu/Lb Kcal/kg MJ/kg 1 0.5555 0.002326 1.8 0.004187 429.923 238.846 Desired Given ( Btu/Lb / 429.923) ( Btu/Lb / 1.8) ( Kcal/kg / 238.85)

LATIHAN Kcal / kg ---------- Btu/lb 5,600 kcal/kg X 1.8 = 10,080 Btu/lb MJ / kg ---------- Kcal/kg 25.6 MJ/kg X 238.85 = 6,115 kcal/kg MJ / kg ---------- Btu/lb 25.6 MJ/kg X 429.923 = 11,006 Btu/lb

Konversi Nilai Kalori International Standard : (MJ/kg) KUALITAS BATUBARA Konversi Nilai Kalori International Standard : (MJ/kg) Net CV = Gross CV – 0.212(H) - 0.008(O) - 0.0245(M) British Standard : (MJ/kg) Net CV = Gross CV – 0.212(H) - 0.007(O) - 0.0244(M) ASTM Standard : (J/g) Net CV = Gross CV – 215.5J/g X (H) ASTM Standard : (Btu/lb) Net CV = Gross CV – 92.67Btu/lb X (H) Semua Nilai dinyatakan dalam basis yang sama

Sifat-Sifat Nilai kalori Batubara Nilai Kalori batubara bergantung pada peringkat batubara. Semakin tinggi peringkat batubara, semakin tinggi nilai kalorinya. Pada batubara yang sama Nilai kalori dapat dipengaruhi oleh moisture dan juga Abu. Semakin tinggi moisture atau abu, semakin kecil nilai kalorinya.

Pengujian Nilai kalori Batubara

Proses Pembakaran Electrode

CALORIFIC VALUE