Kualitas Batubara, Coal Quality

Batubara merupakan endapan organic yang mutunya sangat ditentukan oleh beberapa factor antara lain tempat terdapatnya cekungan, umur dan banyaknya kontaminasi. Didalam penggunaannya perancangan mesin yang mempergunakan batubara sebagai bahan bakar harus menyesuaikan dengan kualitas batubaranya agar mesin yang dipergunakan tahan lama.

PENGENALAN UMUM KUALITAS BATUBARA

Batubara merupakan bahan baku pembangkit energy dipergunakan untuk industry. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan yang dipergunakan. Untuk menentukan kualitas batubara, beberapa hal yang harus diperhatikan adalah : High heating value (kcal.kg), Total moisture (%), Inherent moisture (%), Volatile matter (%), Ash content (%), Sulfur content (%), Coal size (%), Hardgrove grindability index (<3mm,>

a. High Heating Value (HHV)

High heating value sangat berpengaruh terhadap pengoperasian alat, seperti : pulverizer, pipa batubara, wind box, burner. Semakin tinggi high heating value maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan.

b. Moisture Content

Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya, pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan batubara tersebut pada suhu keluar mill tetap.

c. Volatile Matter

Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas nyala api. Kesempurnaan pembakaran ditentukan oleh :

		Fixed Carbon
Fuel Ratio	=	---------------------
		Volatile Matter

Semakin tinggi fuel ratio maka carbon yang tidak terbakar semakin banyak.

d. Ash Content dan Komposisi

Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konveksi dalam bentuk abu terbang atau abu dasar. Sekitar 20% dalam bentuk abu dasar dan 80% dalam bentuk abu terbang. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan dan korosi peralatan yang dilalui.

e. Sulfur Content

Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari letak embun sulfur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator.

f. Coal Size

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3mm,>

g. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada Hardgrove grindability index tertentu, maka untuk HGI lebih rendah kapasitasnya lebih rendah dari nilai patoknya untuk menghasilkan fineness yang sama.

h. Ash Fusion Characteristic

Ash Fusion Characteristic akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging dan operasi blower.

PARAMETER KUALITAS BATUBARA

Cukup banyak parameter untuk menentukan kualitas batubara antara lain :

1. Total moisture (%) *) **) ***)
2. Inherent moisture (%) *) **) ***)
3. Ash content (%) *) **)
4. Volatile matter (%) *) **)
5. Fixed carbon
6. Calorific value (kcal/kg) *) **)
7. Total sulphur (%) ***)
8. Index hardgrove *) **)
9. Index muai bebas ***)
10. Roga index ***)
11. Gray king ***)
12. Diatometri ***)
13. Nitrogen (%) **)
14. Phosphor *)
15. P2O5 *)
16. Plastometri ***)

Keterangan :
*) Diperlukan datanya untuk PLTU
**) Diperlukan datanya untuk bahan bakar
***) Diperlukan datanya untuk industry kokas metallurgi

Pemanfaatan suatu jenis batubara tertentu perlu diketahui suatu set data kualitas batubara yang diperlukan untuk suatu keperluan tertentu. Data ini diperoleh dari hasil suatu analisis pengujian. Dari sekian banyak parameter kualitas batubara, biasanya hanya beberapa saja yang bermakna dalam melanjutkan suatu kemanfaatan tertentu. Tetapi dengan mempunyai data lengkap parameter kualitas batubara dari suatu cadangan tertentu, akan lebih terlihat seluruh kemungkinan pemanfaatan batubara tersebut yang dapat membantu industry pemakai.

ARTI KUALITAS BATUBARA PADA PEMANFAATANNYA

Pada pemanfaatan batubara perlu diketahui sifat-sifat yang akan ditunjukan oleh batubara tersebut, baik sifat kimiawi, fisik dan mekanis. Sifat-sifat ini akan dapat dilihat atau disimpulkan dari data kualitas batubara hasil analisis dan pengujiannya. Dari sejumlah data kualitas yang ada daripadanya dapat diambil harga rata-ratanya, misalnya kandungan air, abu dan lain yang bersifat kimiawi, tetapi ada pula yang tidak dapat diambil harga rata-ratanya melainkan harus dilihat harga minimum dan maksimum, seperti pada harga hardgrove index dan titik leleh abu.

Beberapa parameter kualitas yang akan sangat mempengaruhi pemanfaatannya terutama sebagai bahan bakar adalah :

a. Kandungan air

Kandungan air ini dapat dibedakan atas kandungan air bebas (free moisture), kandungan air bawaan (inherent moisture) dan kandungan air total (total moisture). Kandungan air ini akan banyak pengaruhnya pada pengangkutan, penanganan, penggerusan maupun pada pembakarannya.

b. Kandungan abu

Selain kualitas yang akan mempengaruhi penanganannya, baik sebagai fly ash maupun bottom ash tetapi juga komposisinya yang akan mempengaruhi pemanfaatannya dan juga titik leleh yang dapat menimbulkan fouling pada pipa-pipa. Dalam hal ini kandungan Na2O dalam abu akan sangat mempengaruhi titik leleh abu. Abu ini dapat dihasilkan dari pengotor bawaan (inherent impurities) maupun pengotor sebagai hasil penambangannya. Komposisi abu seyogyanya diketahui dengan baik untuk kemungkinan pemanfaatannya sebagai bahan bangunan atau keramik dan penanggulangannya terhadap masalah lingkungan yang dapat ditimbulkannya.

c. Zat terbang (Volatile Matter)

Kandungan zat terbang sangat erat kaitannya dengan kelas batubara tersebut, makin tinggi kandungan zat terbang makin rendah kelasnya. Pada pembakaran batubara, maka kandungan zat terbang yang tinggi akan lebih mempercepat pembakaran karbon padatnya dan sebaliknya zat terbang yang rendah lebih mempersukar proses pembakaran. Nisbah kandungan carbon tertambat terhadap kandungan zat terbang disebut fuel ratio.

Fuel Ratio Berbagai Jenis Batubara :

Jenis Batubara	Fuel Ratio
1. Coke	92
2. Antrasit	24
3. Semi antrasit	8.6
4. Bitumen
*) Low volatile	2.8
*) Medium volatile	1.9
*) High volatile	1.3
5. Lignit	0.9

d. Nilai Kalor (Fuel Ratio)

Harga nilai kalor merupakan penjumlahan dari harga-harga panas pembakaran dari unsur-unsur pembentuk batubara. Harga nilai kalor yang dapat dilaporkan adalah harga gross calorific value dan biasanya dengan besar air dried, sedang nilai kalor yang benar-benar dimanfaatkan pada pembakaran batubara adalah net calorific value yang dapat dihitung dengan harga panas latent dan sensible yang dipengaruhi oleh kandungan total dari air dan abu.

e. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Hardgrove Grindability Index merupakan petunjuk mengenai mudah sukarnya batubara untuk digerus. Harga Hardgrove Grindability Index diperoleh dengan rumus :

HGI = 13,6 + 6,93 W

W adalah berat dalam gram dari batubara lembut berukuran 200 mesh. Makin tinggi harga HGI makin lunak batubara tersebut. Suatu PLTU biasanya disiapkan untuk menggunakan kapasitas penggerusan terhadap suatu jenis batubara dengan HGI tertentu.

f. Sifat Caking dan Coking

Kedua sifat tersebut ditunjukan oleh nilai muai bebas (free swelling index) dan harga dilatasi, yang terutama memberikan gambaran sifat fisik pelunakan batubara pada pemanasannya.

Harga-harga yang ditunjukan oleh hasil analisis dan pengujian tersebut diperoleh dari sejumlah sample dengan menggunakan tata cara tertentu dan terkendali. Sedangkan pada kenyataannya pemanfaatannya sangat berbeda. Oleh karenanya perlu dilakukan pemantauan oleh pemakai batubara terhadap hasil pembakaran sebenarnya. Dengan demikian akan diperoleh angka-angka yang dapat dikorelasi terhadap hasil analisis dan pengujian dari sampel batubara.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...

Batubara merupakan endapan organic yang mutunya sangat ditentukan oleh beberapa factor antara lain tempat terdapatnya cekungan, umur dan banyaknya kontaminasi. Didalam penggunaannya perancangan mesin yang mempergunakan batubara sebagai bahan bakar harus menyesuaikan dengan kualitas batubaranya agar mesin yang dipergunakan tahan lama.

PENGENALAN UMUM KUALITAS BATUBARA

Batubara merupakan bahan baku pembangkit energy dipergunakan untuk industry. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan yang dipergunakan. Untuk menentukan kualitas batubara, beberapa hal yang harus diperhatikan adalah : High heating value (kcal.kg), Total moisture (%), Inherent moisture (%), Volatile matter (%), Ash content (%), Sulfur content (%), Coal size (%), Hardgrove grindability index (<3mm,>

a. High Heating Value (HHV)

High heating value sangat berpengaruh terhadap pengoperasian alat, seperti : pulverizer, pipa batubara, wind box, burner. Semakin tinggi high heating value maka aliran batubara setiap jamnya semakin rendah sehingga kecepatan coal feeder harus disesuaikan.

b. Moisture Content

Kandungan moisture mempengaruhi jumlah pemakaian udara primernya, pada batubara dengan kandungan moisture tinggi akan membutuhkan udara primer lebih banyak guna mengeringkan batubara tersebut pada suhu keluar mill tetap.

c. Volatile Matter

Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran dan intensitas nyala api. Kesempurnaan pembakaran ditentukan oleh :

		Fixed Carbon
Fuel Ratio	=	---------------------
		Volatile Matter

Semakin tinggi fuel ratio maka carbon yang tidak terbakar semakin banyak.

d. Ash Content dan Komposisi

Kandungan abu akan terbawa bersama gas pembakaran melalui ruang bakar dan daerah konveksi dalam bentuk abu terbang atau abu dasar. Sekitar 20% dalam bentuk abu dasar dan 80% dalam bentuk abu terbang. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya mempengaruhi tingkat pengotoran (fouling), keausan dan korosi peralatan yang dilalui.

e. Sulfur Content

Kandungan sulfur berpengaruh terhadap tingkat korosi sisi dingin yang terjadi pada elemen pemanas udara, terutama apabila suhu kerja lebih rendah dari letak embun sulfur, disamping berpengaruh terhadap efektifitas penangkapan abu pada peralatan electrostatic precipator.

f. Coal Size

Ukuran butir batubara dibatasi pada rentang butir halus dan butir kasar. Butir paling halus untuk ukuran <3mm,>

g. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Kapasitas mill (pulverizer) dirancang pada Hardgrove grindability index tertentu, maka untuk HGI lebih rendah kapasitasnya lebih rendah dari nilai patoknya untuk menghasilkan fineness yang sama.

h. Ash Fusion Characteristic

Ash Fusion Characteristic akan mempengaruhi tingkat fouling, slagging dan operasi blower.

PARAMETER KUALITAS BATUBARA

Cukup banyak parameter untuk menentukan kualitas batubara antara lain :

1. Total moisture (%) *) **) ***)
2. Inherent moisture (%) *) **) ***)
3. Ash content (%) *) **)
4. Volatile matter (%) *) **)
5. Fixed carbon
6. Calorific value (kcal/kg) *) **)
7. Total sulphur (%) ***)
8. Index hardgrove *) **)
9. Index muai bebas ***)
10. Roga index ***)
11. Gray king ***)
12. Diatometri ***)
13. Nitrogen (%) **)
14. Phosphor *)
15. P2O5 *)
16. Plastometri ***)

Keterangan :
*) Diperlukan datanya untuk PLTU
**) Diperlukan datanya untuk bahan bakar
***) Diperlukan datanya untuk industry kokas metallurgi

Pemanfaatan suatu jenis batubara tertentu perlu diketahui suatu set data kualitas batubara yang diperlukan untuk suatu keperluan tertentu. Data ini diperoleh dari hasil suatu analisis pengujian. Dari sekian banyak parameter kualitas batubara, biasanya hanya beberapa saja yang bermakna dalam melanjutkan suatu kemanfaatan tertentu. Tetapi dengan mempunyai data lengkap parameter kualitas batubara dari suatu cadangan tertentu, akan lebih terlihat seluruh kemungkinan pemanfaatan batubara tersebut yang dapat membantu industry pemakai.

ARTI KUALITAS BATUBARA PADA PEMANFAATANNYA

Pada pemanfaatan batubara perlu diketahui sifat-sifat yang akan ditunjukan oleh batubara tersebut, baik sifat kimiawi, fisik dan mekanis. Sifat-sifat ini akan dapat dilihat atau disimpulkan dari data kualitas batubara hasil analisis dan pengujiannya. Dari sejumlah data kualitas yang ada daripadanya dapat diambil harga rata-ratanya, misalnya kandungan air, abu dan lain yang bersifat kimiawi, tetapi ada pula yang tidak dapat diambil harga rata-ratanya melainkan harus dilihat harga minimum dan maksimum, seperti pada harga hardgrove index dan titik leleh abu.

Beberapa parameter kualitas yang akan sangat mempengaruhi pemanfaatannya terutama sebagai bahan bakar adalah :

a. Kandungan air

Kandungan air ini dapat dibedakan atas kandungan air bebas (free moisture), kandungan air bawaan (inherent moisture) dan kandungan air total (total moisture). Kandungan air ini akan banyak pengaruhnya pada pengangkutan, penanganan, penggerusan maupun pada pembakarannya.

b. Kandungan abu

Selain kualitas yang akan mempengaruhi penanganannya, baik sebagai fly ash maupun bottom ash tetapi juga komposisinya yang akan mempengaruhi pemanfaatannya dan juga titik leleh yang dapat menimbulkan fouling pada pipa-pipa. Dalam hal ini kandungan Na2O dalam abu akan sangat mempengaruhi titik leleh abu. Abu ini dapat dihasilkan dari pengotor bawaan (inherent impurities) maupun pengotor sebagai hasil penambangannya. Komposisi abu seyogyanya diketahui dengan baik untuk kemungkinan pemanfaatannya sebagai bahan bangunan atau keramik dan penanggulangannya terhadap masalah lingkungan yang dapat ditimbulkannya.

c. Zat terbang (Volatile Matter)

Kandungan zat terbang sangat erat kaitannya dengan kelas batubara tersebut, makin tinggi kandungan zat terbang makin rendah kelasnya. Pada pembakaran batubara, maka kandungan zat terbang yang tinggi akan lebih mempercepat pembakaran karbon padatnya dan sebaliknya zat terbang yang rendah lebih mempersukar proses pembakaran. Nisbah kandungan carbon tertambat terhadap kandungan zat terbang disebut fuel ratio.

Fuel Ratio Berbagai Jenis Batubara :

Jenis Batubara	Fuel Ratio
1. Coke	92
2. Antrasit	24
3. Semi antrasit	8.6
4. Bitumen
*) Low volatile	2.8
*) Medium volatile	1.9
*) High volatile	1.3
5. Lignit	0.9

d. Nilai Kalor (Fuel Ratio)

Harga nilai kalor merupakan penjumlahan dari harga-harga panas pembakaran dari unsur-unsur pembentuk batubara. Harga nilai kalor yang dapat dilaporkan adalah harga gross calorific value dan biasanya dengan besar air dried, sedang nilai kalor yang benar-benar dimanfaatkan pada pembakaran batubara adalah net calorific value yang dapat dihitung dengan harga panas latent dan sensible yang dipengaruhi oleh kandungan total dari air dan abu.

e. Hardgrove Grindability Index (HGI)

Hardgrove Grindability Index merupakan petunjuk mengenai mudah sukarnya batubara untuk digerus. Harga Hardgrove Grindability Index diperoleh dengan rumus :

HGI = 13,6 + 6,93 W

W adalah berat dalam gram dari batubara lembut berukuran 200 mesh. Makin tinggi harga HGI makin lunak batubara tersebut. Suatu PLTU biasanya disiapkan untuk menggunakan kapasitas penggerusan terhadap suatu jenis batubara dengan HGI tertentu.

f. Sifat Caking dan Coking

Kedua sifat tersebut ditunjukan oleh nilai muai bebas (free swelling index) dan harga dilatasi, yang terutama memberikan gambaran sifat fisik pelunakan batubara pada pemanasannya.

Harga-harga yang ditunjukan oleh hasil analisis dan pengujian tersebut diperoleh dari sejumlah sample dengan menggunakan tata cara tertentu dan terkendali. Sedangkan pada kenyataannya pemanfaatannya sangat berbeda. Oleh karenanya perlu dilakukan pemantauan oleh pemakai batubara terhadap hasil pembakaran sebenarnya. Dengan demikian akan diperoleh angka-angka yang dapat dikorelasi terhadap hasil analisis dan pengujian dari sampel batubara.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...

Sifat Umum Batubara

Batubara merupakan salah satu jenis bahan bakar untuk pembangkit energi, disamping gas alam dan minyak bumi. Berdasarkan atas cara penggunaannya sebagai penghasil energi diklasifikasikan :

a. Penghasil energi primer dimana batubara yang langsung dipergunakan untuk industri, misalnya pemakaian batubara sebagai bahan bakar bunker (dalam industri semen dan pembangkit listrik tenaga uap), pembakaran kapur, bata, genting, bahan bakar lokomotif, pereduksi proses metallurgi, kokas konvensional, bahan bakar tidak berasap.

b. Penghasil energi sekunder dimana batubara yang tidak langsung dipergunakan untuk industri misalnya pemakaian batubara sebagai bahan bakar padat (briket), bahan bakar cair (konversi menajadi bahan bakar cair) dan gas (konversi menjadi bahan bakar gas), bahan bakar dalam industri penuangan logam (dalam bentuk kokas). Selain itu batubara dipergunakan bukan sebagai bahan bakar antara lain sebagai reduktor pada peleburan timah, pabrik ferro nikel, industri besi dan baja, pemurnian pada industri kimia (dalam bentuk karbon aktif), pembuatan kalsium karbida (dalam bentuk kokas atau semi kokas).

Jenis Bahan Bakar

Jenis bahan bakar yang umum dipergunakan dalam industri adalah :

a. Bahan bakar gas : gas alam
b. Bahan bakar cair : minyak bumi
c. Bahan bakar padat : batubara

Ketiga bahan bakar tersebut pada dasarnya terdiri dari :

1. Combustible Material

Yaitu bahan-bahan yang dapat dibakar atau dioksidasi oleh oksigen dari udara. Bahan tersebut pada umumnya terdiri dari : Fixed Carbon, Hidrocarbon Compounds, Sulfur, Nitrogen, Phospor, dll.

2. Non Combustible Material

Yaitu bahan-bahan yang tidak dapat dibakar atau dioksidasi oleh oksigen. Bahan ini tersisa dalam ujud padat yang disebut abu (ash) yang mengandung SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO dan Alkali dan ujud gas yang berbentuk H2O atau CO2.

Bahan bakar batubara banyak mengandung non combustible materials dalam bentuk abu dan air, sedangkan bahan bakar minyak praktis tak mengandung non combustible materials kecuali kadang-kadang sedikit carbon dioksida. Kandungan non combustible materials dalam bahan bakar umumnya tak diingini karena akan menurunkan nilai bakar atau menurunkan suhu nyala.

Terjadinya Impurities

Seperti diketahui batubara yang diambil dari hasil penambangan selalu mengandung bahan-bahan pengotor (impurities). Dikenal 2 jenis impurities yaitu inherent impurities dan eksternal impurities.

a. Inherent Impurities merupakan pengotor bawaan yang terdapat 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 gypsum, anhidrit, pirit, silica, markasit dan dapat pula berbentuk tulang-tulang binatang (diketahui ada senyawa pospor 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.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D)

Selengkapnya...

Cara Terbentuknya Batubara

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

Tempat Terbentuknya Batubara

Ada 2 macam teori yang menyatakan tempat terbentuknya batubara, yaitu :

A. Teori Insitu

Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembenrtuk lapisan batubara terbentuknya ditempat dimana tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses transportasi, segera tertimbun 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, Dapat dijumpai pada lapangan batubara Muara Enim (SumSel).

B. Teori Drift

Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembenrtuk lapisan batubara terbentuknya ditempat yang berbeda dengan tempat tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, diangkut oleh media air dan berakumulasi disuatu tempat, segera tertimbun oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran tidak luas tetapi dijumpai dibeberapa tempat, kualitasnya kurang baik karena banyak mengandung material pengotor yang terangkut bersama selama proses pengangkutan dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi. Dapat dijumpai pada lapangan batubara delta Mahakam Purba, Kaltim.

Faktor yang Berpengaruh

Batubara terbentuk dengan cara yang kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Faktor yang berpengaruh pada pembentukan batubara, yaitu :

a. Posisi Geotektonik

Merupakan suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi gaya-gaya tektonik lempeng. Posisi ini mempengaruhi iklim lokal dan morfologi cekungan pengendapan batubara maupun kecepatan penurunannya.

b. Morfologi (Topografi)

Morfologi dari cekungan pada saat pembentukan gambut sangat penting karena menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara tersebut terbentuk.

c. Iklim

Kelembaban memegang peranan penting dalam pembentukan batubara dan merupakan faktor pengontrol pertumbuhan flora dan kondisi yang sesuai. Tergantung pada posisi geografi dan dipengaruhi oleh posisi geotektonik.

d. Penurunan

Dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik. Jika penurunan dan pengendapan gambut seimbang akan dihasilkan endapan batubara tebal.

e. Umur Geologi

Posisi geologi menentukan berkembangnya evolusi kehidupan berbagai macam tumbuhan. Dalam masa perkembangannya secara tidak langsung membahas sejarah pengendapan batubara dan metamorfosa organik. Makin tua umur batuan makin dalam penimbunan yang tejadi, sehingga terbentuk batubara yang bermutu tinggi. Tetapi pada batubara yang mempunyai umur geologi lebih tua selalu ada resiko mengalami deformasi tektonik yang membentuk struktur perlipatan atau patahan pada lapisan batubara.

f. Tumbuhan

Flora merupakan unsur utama pembentuk batubara. Pertumbuhan dari flora terakumulasi pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim dan topografi tertentu, merupakan faktor penentu terbentuknya berbagai type batubara.

g. Dekomposisi

Dekomposisi flora merupakan bagian dari transformasi biokimia dari organik merupakan titik awal untuk seluruh alterasi. Dalam pertumbuhan gambut, sisa tumbuhan akan mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi. Setelah tumbuhan mati, proses degradasi biokimia lebih berperan. Proses pembusukan (decay) akan terjadi oleh kerja mikrobiologi (bakteri anaerob). Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti celulosa, protoplasma dan pati.

Dari proses diatas terjadi perubahan dari kayu menjadi lignit dan batubara berbitumen. Dalam suasana kekurangan oksigen terjadi proses biokimia yang berakibat keluarnya air (H2O) dan sebagian unsur karbon akan hilang dalam bentuk karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan methan (CH4). Akibat pelepasan unsur atau senyawa tersebut jumlah relatif unsur karbon akan bertambah. Kecepatan pembentukan gambut tergantung pada kecepatan perkembangan tumbuhan dan proses pembusukan. Bila tumbuhan tertutup oleh air dengan cepat, maka akan terhindar oleh proses pembusukan, tetapi terjadi proses disintegrasi atau penguraian oleh mikrobiologi. Bila tumbuhan yang telah mati terlalu lama berada di udara terbuka, maka kecepatan pembentukan gambut akan berkurang, sehingga hanya bagian keras saja tertinggal yang menyulitkan penguraian oleh mikrobiologi.

h. Sejarah sesudah pengendapan

Sejarah cekungan batubara secara luas bergantung pada posisi geotektonik yang mempengaruhi perkembangan batubara dan cekungan batubara. Secara singkat terjadi proses geokimia dan metamorfosa organik setelah pengendapan gambut.

i. Struktur cekungan batubara

Terbentuknya batubara pada cekungan batubara umumnya mengalami deformasi oleh gaya tektonik, yang akan menghasilkan lapisan batubara dengan bentuk tertentu.

j. Metamorfosa organik

Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh sedimen baru. Pada tingkat ini proses degradasi biokimia tidak berperan lagi tetapi lebih didominasi oleh proses dinamokimia. Proses ini menyebabkan terjadinya perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai mutu. Selama proses ini terjadi pengurangan air lembab, oksigen dan zat terbang (seperti CO2, CO, CH4 dan gas lainnya) serta bertambahnya prosentase karbon padat, belerang dan kandungan abu. Perubahan mutu batubara diakibatkkan oleh faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat disebabkan oleh lapisan sedimen penutup yang sangat tebal atau karena tektonik.

Terbentuknya Lapisan Batubara Tebal

Lapisan batubara tebal merupakan deposit batubara yang mempunyai nilai ekonomis tinggi. Salah satu syarat yang dapat membentuk lapisan batubara tebal adalah apabila terdapat suatu cekungan yang oleh karena beban pengendapan bahan-bahan pembentuk batubara diatasnya mengakibatkan dasar cekungan tersebut turun secara perlahan-lahan.

Cekungan ini umumnya terdapat didaerah rawa-rawa (hutan bakau) ditepi pantai. Dasar cekungan yang turun secara perlahan-lahan dengan pembentukan batubara memungkinkan permukaan air laut akan tetap dan kondisi rawa stabil. Apabila karena proses geologi dasar cekungan turun secara cepat, maka air laut akan masuk dalam cekungan sehingga menyebabkan kondisi rawa menjadi kondisi laut.

Akibatnya diatas lapisan pembentuk batubara akan terendapkan lapisan sedimen laut antara lain batugamping. Pada tahap selanjutnya akan terkumpul dan terendapkan bahan-bahan pembentuk batubara (sisa tumbuhan) diatas lapisan batu lempung (clystone). Demikian seterusnya sehingga terbentuk lapisan batubara dengan diselingi oleh lapisan antara yang berupa batu gamping dan batu lempung. Tidak jarang dijumpai lapisan batubara sering terbentuk lapisan antara yang berupa batulempung yang disebut dengan clayband atau clay parting.

Reaksi Pembentukan Batubara

Batubara terbentuk dari sisa tumbuhan mati dengan komposisi utama cellulose. Proses pembentukan batubara atau coalification yang dibantu oleh faktor fisika, kimia alam akan mengubah cellulose menjadi lignit, subbitumene dan antrasit. Reaksi pembentukan batubara adalah sebagai berikut :

5(C6H10O5) ------> C20H22O4 + 3 CH4 + 8 H2O + 6 CO2 + CO

cellulose lignit methan

Keterangan :

Cellulosa (zat organik) yang merupakan zat pembentuk batubara. Unsur C dalam lignit lebih sedikit dibanding bitumine. Semakin banyak unsur C lignit semakin baik mutunya. Unsur H dalam lignit lebih banyak ketimbang pada bitumene. Semakin banyak unsur H lignit makin kurang baik mutunya. Senyawa CH4 (methan) lignit semakin baik kualitasnya.

Gas-gas yang terbentuk selama proses coalification akan masuk dalam celah-celah vein batulempung dan ini sangat berbahaya. Gas methan yang sudah terakumulasi didalam celah vein, terlebih-lebih apabila terjadi kenaikan temperatur, karena tidak dapat keluar, sewaktu-waktu dapat meledak dan terjadi kebakaran. Oleh sebab itu mengetahui bentuk deposit batubara dapat menentukan cara penambangan yang akan dipilih dan juga meningkatkan keselamatan kerja.

Bentuk Lapisan Batubara

Bentuk cekungan, proses sedimentasi, proses geologi selama dan sesudah proses coalification akan menentukan bentuk lapisan batubara. Dikenal beberapa bentuk lapisan batubara, yaitu :

a. Bentuk Horse Back

Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan batubara dan batuan yang menutupinya melengkung kearah atas akibat gaya kompresi. Ketebalan kearah lateral lapisan batubara kemungkinan sama ataupun menjadi lebih kecil atau menipis.

b. Bentuk Pinch

Bentuk ini dicirikan oleh perlapisan yang menipis dibagian tengah. Pada umumnya dasar dari lapisan batubara merupakan batuan yang plastis misalnya batulempung, sedang diatas lapisan batubara secara setempat ditutupi oleh batupasir yang secara lateral merupakan pengisian suatu alur.

c. Bentuk Clay Vein

Bentuk ini terjadi apabila diantara 2 bagian deposit batubara terdapat urat lempung. Bentukan ini terjadi apabila pada satu seri deposit batubara mengalami patahan, kemudian pada bidang patahan yang merupakan rekahan terbuka terisi oleh material lempung ataupun pasir.

d. Bentuk Burried Hill

Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana batubara semula terbentuk terdapat suatu kulminasi sehingga lapisan batubara seperti terintrusi.

e. Bentuk Fault

Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengalami beberapa seri patahan. Keadaan ini akan mengacaukan didalam perhitungan cadangan, akibat adanya perpindahan perlapisan akibat pergeseran kearah vertikal

f. Bentuk Fold

Bentuk ini terjadi apabila didaerah dimana deposit batubara mengalami perlipatan. Makin intensif gaya yang bekerja pembentuk perlipatan akan makin kompleks perlipatan tersebut terjadi.

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...

Coal, Batubara

Batubara merupakan suatu campuran padatan yang heterogen dan terdapat dialam dalam tingkat (grade) yang berbeda mulai dari lignit, subbitumine, antrasit. Berdasarkan atas kandungan zat terbang (volatil matter) dan besarnya kalori panas yang dihasilkan batubara dibagi menjadi 9 kelas utama.

Dalam perdagangan dikenal istilah Hard Coal dan brown Coal. Hard Coal adalah jenis batubara yang menghasilkan gross kalori lebih dari 5.700 kcal/kg dan dibagi :
a. Kandungaan zat terbang (volatile matter) hingga 33 %, termasuk klas 1-5.
b. Kandungan zat terbang (volatile matter) lebih besar 33 %, termasuk klas 6-9.

Hard coal merupakan jenis batubara dengan hasil kalori yang lebih tinggi dibandingkan dengan bitumine / subbitumine dan lignit (brown coal).

Sifat batubara jenis Antrasit :

1. Warna hitam sangat mengkilat dan kompak
2. Nilai kalor sangat tinggi, kandungan karbon sangat tinggi.
3. Kandungan air sangat sedikit.
4. Kandungan abu sangat sedikit.
5. Kandungan sulfur sangat sedikit.

Sifat batubara jenis bitumine / subbitumine :

1. Warna hitam mengkilat, kurang kompak.
2. Nilai kalor tinggi, kandungan karbon relatif tinggi.
3. Kandungan air sedikit.
4. Kandungan abu sedikit.
5. Kandungan sulfur sedikit.

Sifat batubara jenis lignit (brown coal) :

1. Warna hitam, sangat rapuh.
2. Nilai kalor rendah, kandungan karbon sedikit.
3. Kandungan air tinggi.
4. Kandungan abu banyak.
5. Kandungan sulfur banyak.

Sifat-sifat batubara dapat dilihat dengan analisa sebagai berikut :

a. Analisa Proksimate, terdiri dari :

1. Lengas (moisture) yang berupa lengas bebas (free moisture), lengas bawaan (inherent moisture), Lengas total (total moisture)

2. Kadar Abu (ash)
3. Carbon (Fixed carbon)
4. Zat terbang (volatile matter)

b. Analisa Ultimate, terdiri dari analisa unsur C, H, O, N, S, P dan Cl

c. Nilai kalor, terdapat 2 macam nilai kalor yaitu :

1. Nilai kalor net (net calorific value atau low heating value), yaitu nilai kalor pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan ujjud gas.

2. Nilai kalor gross (grosses calorific value atau high heating value), yaitu nilai kalor pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan ujud cair. Nilai kalor ini dinyatakan dalam cal/gram, Btu/lb atau Mj/kg.

d. Total sulfur

Sulfur atau belerang dalam batubara dapat dijumpai sebagai mineral pirit, markasit, calsium sulfat atau belerang organik yang pada saat pembakaran akan berubah menjadi SO2.

e. Analisa abu

Abu yang terjadi pada pembakaran batubara akan membentuk oksida-oksida sebagai berikut : SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, Mn3O4, CaO, MgO, Na2O, K2O. Abu inilah yang terutama akan secara padatan bercampur dengan klinker (pada industri semen) dan akan mempengaruhi kualitas semen.

f. Indeks gerus (Hardgrove Index)

Merupakan suatu bilangan yang dapat menunjukan mudah atau tidaknya batubara digerus menjadi bahan bakar serbuk. Makin kecil bilangannya makin keras keadaan batubaranya. Harga hardgrove index untuk batubara Indonesia berkisar antara 35-60.

g. Sifat batubara kaitannya dengan volatile matter

Sesuai dengan sifatnya, batubara umumnya dibagi atas 4 macam :

1. Antrasit, mengandung sedikit volatile matter
2. Bitumine, mengandung medium volatile matter
3. Lignit, mengandung banyak volatile matter
4. Gambut (peat).

Hubungan jenis batubara dan pembakaran :

Jenis	Volatile matter	Nyala	Suhu	Keterangan
Antrasit	sedikit	Lebih panjang	Relatif pendek	Tak disukai, walapun nilai kalor tinggi
Bitumine	cukup	Pendek	Tinggi	Disukai
Subbitumine	banyak	Lebih panjang	Relatif rendah	Tak disukai
Lignit	banyak	-	Relatif rendah	Tak disukai

(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D) Selengkapnya...