HARDGROVE GRINDABILITY INDEX HGI, adalah salah satu sifat fisik dari batubara yang menyatakan kemudahan batubara untuk di pulverise sampai ukuran 200 mesh atau 75 micron. HGI sangat penting bagi pengguna batubara di power plant yang menggunakan pulverized coal. HGI tidak dapat dijadikan indikasi atau simulasi performance dari suatu pulverizer atau milling secara langsung, karena performance milling masih dipengaruhi oleh kondisi operasional Milling itu sendiri, seperti Mill tention, Temperature primary air, setting classifier dan lain-lain. Namun demikian, HGI dapat dijadikan pembanding untuk batubara yang satu dengan lainnya mengenai kemudahannya untuk dimilling.

Sifat-Sifat HGI Nilai HGI dari suatu batubara, ditentukan oleh organik batubara seperti jenis maceral dan lain-lain. Secara umum semakin tinggi peringkat batubara, maka semakin rendah HGI nya. Namun hal ini tidak terjadi pada bituminous yang memiliki sifat cooking. Dimana untuk jenis batubara ini HGInya tinggi sekali, bahkan bisa mencapai lebih dari 100. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh dilusi abu dari penambangan. Secara umum penambahan abu dilusi dapat menaikan nilai HGI. Nilai HGI juga dapat dipengaruhi oleh kandungan moisture.

Pengujian HGI HGI ditest dengan menggunakan mesin hardgrove. Sample yang sudah digerus pada ukuran partikel tertentu kemudian dimasukan kedalam mesin hardgrove. Selanjutnya digerus dengan menggunakan bola baja pada putaran (revolusi) tertentu. Batubara hasil gerusan kemudian discreen pada ukuran 200 mesh. Jumlah yang lolos pada screen ukuran 200 mesh dijadikan data dan dikalkulasi dengan menggunakan hasil kalibrasi alat tersebut.

CONTOH KALKULASI DATA

Grafik Kalibrasi HGI

CARBON HYDROGEN OXYGEN SULFUR NITROGEN ULTIMATE ANALYSIS CARBON HYDROGEN OXYGEN SULFUR NITROGEN

Carbon, Hydrogen, Oxygen, Nitrogen Carbon, Hydrogen, dan Oxygen merupakan unsur dasar organik pembentuk batubara. Sifat dari unsur-unsur tersebut mengikuti peringkat batubara. Semakin tinggi peringkatnya, semakin tinggi Carbonnya, semakin rendah hydrogen dan oxygennya. Sedangkan Nitrogen merupakan unsur yang bersifat bervariasi tergantung dari material pembentuk batubara. Sifatnya hampir sama dengan Sulfur. Dalam batubara peringkat tinggi, nitrogen terdapat dalam bentuk senyawa pyridine yang berasosiasi dengan struktur aromatik, sedangkan dalam batubara peringkat rendah, nitrogen ditemukan dalam bentuk senyawa amina dan terikat pada ikatan hidrokarbon alifatik. Nitrogen dalam batubara berasal dari tumbuhan pembentuk batubara tersebut atau sebagai hasil dari aktifitas bakteri pada saat pembentukan peat.

ULTIMATE Dalam Geology Batubara, Ultimate digunakan sebagai parameter penentu peringkat dan evaluasi-evaluasi lainnya. Sedangkan pada utilisasi batubara, kandungan ultimate digunakan sebagai dasar perhitungan stoiciometri udara yang diperlukan untuk membakar batubara secara sempurna. Udara Yang diperlukan dalam Liter(1 atm, 20oC) / kg Batubara adalah: 35.8 ( 2.67 C+8.00 H+2.29 N+S-O)

Pengujian Carbon & Hydrogen Prinsip Pengujian: COAL CO2 + H2O CO2 absorber H2O absorber Koreksi Moisture Koreksi Carbonate Gravimetri CO2 Gravimetri H2

Carbon & Hydrogen

Pengujian Nitrogen Prinsip Pengujian: N in COAL NH4+ NH3 destruksi N in COAL NH4+ Destilasi alkali NH3 Alkalimetri / acidimetri

Nitrogen

Penentuan Oksigen Oksigen ditentukan tidak dengan analisa laboratorium, melainkan hasil kalkulasi pengurangan dari 100% dengan Moisture, Ash, Carbon, Hydrogen, Nitrogen, dan Sulfur % Oksigen = 100 – (Moisture + Ash + Carbon + Hydrogen + Nitrogen + Sulfur)

ASH FUSION TEMPERATURE Ash Fusion Temperature adalah titik leleh abu batubara yang dinyatakan dalam temperature dalam berbagai kondisi pelelehan yaitu: Deformasi, Spherical, hemispherical, dan flow. Berdasarkan kondisi atmosphere pada pengujiannya AFT dibagi menjadi dua atmosphere, yaitu Reduksi dan Oksidasi. Mulai meleleh Tinggi = ½ Lebar Tinggi = Lebar Tinggi < 1.6 mm

Sifat-Sifat AFT Ash Fusion dalam batubara sangat bervariasi, ada yang homogen dalam satu seam, ada juga yang sangat heterogen baik secara vertikal seam maupun secara lateral. Nilai AFT tergantung pada mineral matter yang dikandung oleh batubara. Pada batubara produksi, nilai AFT dapat dipengaruhi oleh dilusi atau material yang terbawa pada saat penambangan. AFT tidak selalu dapat dikorelasikan dengan ash analysis, karena sebenarnya abu yang di gunakan pada saat pengujian bentuknya bukan oksida semuanya. Melainkan masih dalam bentuk mineral.

Kristal abu di bawah SEM

Kegunaan nilai AFT Ash Fusion Temperature dalam utilisasi dijadikan indikasi karakteristik ash dalam pembakaran. Nilai AFT rendah tidak diinginkan dalam utilisasinya karena dianggap dapat menyebabkan slagging atau fouling pada pipa-pipa boiler. AFT juga digunakan dalam membuat rumus empiris untuk memprediksi kecenderungan terjadinya slagging dalam boiler.

Ash Fusion Temperature

Sifat –Sifat Ash Analysis Ash Analysis didalam batubara bersifat tidak typical dan bervariasi dari satu seam ke seam lainnya atau didalam seam itu sendiri. Kandungan komposisi abu tergantung pada unsur pembentuk batubara, dan juga dipengaruhi oleh abu yang berasal dari luar seperti dilusi atau material yang terbawa selama penambangan. Abu batubara dapat dibagi menjadi dua jenis, yaitu : Abu lignitic dan Abu Bituminous Abu Lignitic = Fe2O3 < CaO + MgO Abu Bituminous = Fe2O3 > CaO + MgO

Kegunaan Ash Analysis Sebagai indikator karakteristik abu didalam pembakaran batubara. Prediksi sifat-sifat abu berdasarkan ash analysis biasanya dinyatakan dalam beberapa formula seperti : Rasio Basa /Asam: Slagging Factor : Basa / Asam X S(d) Fouling Factor : Basa / Asam x Na2O Fe2O3 + CaO + MgO + K2O + Na2O SiO2 + Al2O3 + TiO2

Pengujian Ash Analysis Ash Analysis sesuai dengan nama paramternya ditentukan dari abu batubara. Abu batubara setelah dipreparasi dan dilarutkan, kemudian diatomisasi dengan cara dibakar pada temperature tinggi, kemudian selama atomisasi disinari dengan radiasi lampu yang disesuaikan dengan unsur yang ditentukan Atom-atom unsur tersebut akan menyerap energi radiasi yang dipancarkan oleh lampu tersebut. Banyaknya energi yang diserap berbanding lurus dengan banyaknya atom yang terdapat dalam larutan tersebut. Dengan membandingkannya dengan grafik kalibrasi sample standar, maka kadar unsur dari batubara dapat ditentukan.

Pengujian Ash Analysis Radiasi sinar Detektor Lampu Atomizer Sample

ASH ANALYSIS

BASIS PARAMETER AIR DRIED BASIS (ADB) AS RECEIVED BASIS (ARB) DRY BASIS (DB) DRY ASH FREE (DAF) DRY MINERAL MATTER FREE (DMMF)

AIR DRIED BASIS Semua parameter yang ditentukan dari sample batubara yang sudah di air dried dinyatakan dalam basis ADB Air dried basis disebut juga “as analysed” atau “as determined”.

AS RECEIVED BASIS As Received Basis adalah basis yang menyatakan parameter kualitas batubara pada saat diterima. As Received Basis didasarkan pada kualitas batubara dengan kandungan Total Moisture. (100-TM) P(ar) = P(adb) x ------------ (100-Mad) P(ar) = Parameter (as received basis) P(adb) = Parameter (air dried basis) TM = Total Moisture Mad = Moisture (adb)

CONTOH KALKULASI (as Received Basis) Ash (ar) = Ash(adb) x (100-TM)/(100-IM) TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb Ash (ar) = 4.7 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4.19 % CV (ar) = CV(adb) x (100-TM)/(100-IM) CV (ar) = 5600 x (100-25.5)/(100-16.4) = 4990 kcal/kg

DRY BASIS Dry Basis adalah basis dimana suatu parameter kualitas dikondisikan seolah-olah tidak mengandung moisture (kering) (100) P(db) = P(adb) x ------------ (100-Mad) P(db) = Parameter (dry basis) P(adb) = Parameter (air dried basis) Mad = Moisture (adb)

CONTOH KALKULASI (dry Basis) TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb Ash (db) = Ash(adb) x 100/(100-IM) Ash (db) = 4.7 x 100/(100-16.4) = 5.62 % CV (db) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (db) = 5600 x 100/(100-16.4) = 6699 kcal/kg

DRY ASH FREE Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut tidak mengandung moisture dan ash. P(daf) = P(adb) x 100/(100-Mad-Ash) P(daf) = Parameter (dry ash free basis) P(adb) = Parameter (air dried basis) Mad = Moisture (adb) Ash = Ash(adb)

CONTOH KALKULASI (dry ash free basis) TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb VM (daf)= VM(adb) x 100/(100-IM-Ash) VM (daf) = 39.4 x 100/(100-16.4-4.7) = 49.94 % CV (daf) = CV(adb) x 100/(100-IM) CV (daf) = 5600 x 100/(100-16.4-4.7) = 7098 kcal/kg

DRY MINERAL MATTER FREE Adalah basis untuk menyatakan suatu parameter kualitas batubara yang dikondisikan seolah-olah batubara tersebut tidak mengandung moisture dan mineral matter MM = 1.08 A + 0.55S P(dmmf) = P(adb) x 100/(100-Mad-1.08A-0.55S) P(dmmf) = Parameter (dry mineral matter free) P(adb) = Parameter (air dried basis) Mad = Moisture (adb) A = Ash(adb) S = Sulfur (adb)

CONTOH KALKULASI (dry mineral matter free) TM : 25.5 % ar IM : 16.4 % adb Ash : 4.7 % adb VM : 39.4 % adb FC : 39.5 % adb TS : 0.95 % adb CV : 5600 kcal/kg adb VM (dmmf ) = VM(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) VM (dmmf) = 39.4 x 100/(100-1.08x4.7-0.55x0.95) = 50.51 % CV (dmmf ) = CV(adb) x 100/(100-IM-1.08Ash-0.55S) CV (dmmf)= 5600 x 100/(100-16.4-1.08x4.7-0.55x0.95) = 7179 kcal/kg

Dry mineral matter free KONVERSI BASIS Desire result Given results As analyzed (air dry) ad As received (as sampled) AR Dry basis (DB) Dry, ash, free (DAF) Dry mineral matter free (Dmmf) - 100- Mar 100- Mad 100 100- Mad – A ad 100- Mad–Mmad 100- Mar –A ar 100- Mar–Mmar 100 - Mad 100-Mar 100- Adb 100 – Mmdb 100-Mad-Aad 100-Mar-Aar 100-Adb 100-Mmdb 100-Mad-Mmad 100-Mar-Mmar