PROPOSAL TUGAS AKHIR

ANALISA KUALITAS BATUBARADI PT.LEIGHTON CONTRACTORS INDONESIA

KEC. LAUNG TUHUP KABUPATEN MURUNG RAYA PROVINSI KALIMANTAN TENGAH

Disusun oleh :

MUHAMMAD ZAINAL ILMINIM. DBD 108 055

KEMENTERIAN PENDIDIKAN DAN KEBUDAYAANUNIVERSITAS PALANGKA RAYA

FAKULTAS TEKNIKJURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN

2013

P a g e | 1

JUDUL : ANALISA KUALITAS BATUBARA

I. PENDAHULUAN

Tugas Akhir ini merupakan kegiatan Mahasiswa sebagai syarat untuk

memenuhi kurikulum perkuliahan di program studi pada suatu perguruan tinggi,

dimana dituntut untuk dapat mengaplikasikan ilmu yang diperoleh selama

dibangku kuliah dengan keadaan lapangan yang sebenarnya.

Penerapan ilmu yang diperoleh dibangku kuliah tersebut sering mengalami

kendala dikarenakan terbatasnya ilmu yang diperoleh di Perguruan Tinggi yang

bersangkutan, baik terbatas sarana dan prasarana sebagai penunjang kuliah yang

disediakan oleh pihak Perguruan Tinggi maupun kemampuan dari Mahasiswa itu

sendiri. Keterbatasan inilah yang diantisipasi dengan diharuskannya seorang

Mahasiswa pada akhir studinya melaksanakan Tugas Akhir (TA).

Adapun pelaksanaan tersebut dilakukan pada perusahaan yang bergerak

pada bidang usaha sesuai atau relevan dengan bidang ilmu yang dipelajari, dalam

hal ini bidang Pertambangan (sesuai bidang ilmu dan jurusan yang dipraktikkan).

Perusahaan yang ditunjuk untuk kegiatan tugas akhir tersebut adalah

perusahaan yang diharapkan mampu membina dan mengarahkan serta bersedia

memberikan pengalaman ilmu teori dan praktek secara langsung dilapangan

kepada Mahasiswa yang melaksanakan praktek. Hal ini penting diperhatikan,

karena melalui praktek lapangan diharapkan sumber daya manusia meningkat

hingga mendapatkan pengalaman kerja yang dapat berguna nantinya pada masa

mendatang serta dapat memberikan masukan kepada pihak perusahaan terhadap

segala analisa yang akan dilakukan.

Tugas Akhir

P a g e | 2

II. LATAR BELAKANG

Kualitas batubara adalah sifat fisika dan kimia dari batubara yang

mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas batubara ditentukan oleh maseral

dan mineral matter penyusunnya, serta oleh derajat coalification (rank).

Umumnya, untuk menentukan kualitas batubara dilakukan analisa kimia

pada batubara yang diantaranya berupa analisis proksimat dan analisis ultimat.

Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlah air (moisture), zat terbang

(volatile matter), karbon padat (fixed carbon), dan kadar abu (ash), sedangkan

analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada

batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan

juga unsur jarang.

Kualitas dan Klasifikasi Batubara

Kualitas batubara ditentukan dengan analisis batubara di laboraturium,

diantaranya adalah analisis proksimat dan analisis ultimat. Analisis proksimat

dilakukan untuk menentukan jumlah air, zat terbang, karbon padat, dan kadar abu,

sedangkan analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia

pada batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur

tambahan dan juga unsur jarang. Kualitas batubara ini diperlukan untuk

menentukan apakah batubara tersebut menguntungkan untuk ditambang selain

dilihat dari besarnya cadangan batubara di daerah penelitian.

Laverick (1987) membagi parameter kualitas didalam menspesifikasikan

batubara bahan bakar menjadi tiga golongan:

(1) Spesifikasi sangat umum

Nilai panas (specific energy atau calorific value)

Total moisture

Kandungan ash (ash content)

Tugas Akhir

P a g e | 3

Total sulphur

Zat mudah menguap (volatile matter)

Moisture dalam sample yang dianlisis

Penyebaran ukuran butir atau size distribution

Indeks kedapatgerusan (grindability index)

(2) Spesifikasi kurang umum

Suhu leleh ash

Susunan ash atau analisis ash

Nitrogen

Klor ,fosfor

Sifat-sifat pengembangan (swelling)

Fixed carbon

(3) Jarang dispesifikasikan

Analisi ultimat

Unsur runut (trace elements)yang dititik beratkan pada logam

berat ( heavy metals )

Fluor

Bentuk-bentuk belerang

Indeks slagging dan fouling

Analisi petrografi

Ash resistivity

Untuk menentukan jenis batubara, digunakan klasifikasi American Society

for Testing and Material (ASTM, 1981, op cit Wood et al., 1983)(Tabel 5.2).

Klasifikasi ini dibuat berdasarkan jumlah karbon padat dan nilai kalori dalam

basis dry, mineral matter free (dmmf). Untuk mengubah basis air dried (adb)

menjadi dry, mineral matter free (dmmf) maka digunakan Parr Formulas (ASTM,

1981, op cit Wood et al., 1983) :

Tugas Akhir

P a g e | 4

dimana :

FC = % karbon padat (adb)

VM = % zat terbang (adb)

M = % air total (adb)

A = % Abu (adb)

S = % sulfur (adb)

Btu = british termal unit = 1,8185*CV adb

Berdasarkan latar belakang pentingnya studi lapangan tersebut, maka

dilakukan Tugas Akhir di sebuah perusahaan. Perusahaan yang ditunjuk untuk

Tugas Akhir ini adalah perusahaan yang bersedia membina dan mengarahkan

serta bersedia memberikan pengalaman ilmu praktik secara langsung di lapangan

kepada mahasiswa yang melaksanakan Tugas Akhir. Sesuai dengan alasan inilah

yang menjadi dasar praktikan memilih tempat Tugas Akhir di PT.Leighton

Contractors Indonesia

III. MAKSUD DAN TUJUAN

Maksud

Maksud dari Tugas Akhir ini sebagai salah satu syarat pada kurikulum

pembelajaran pada program S1 Teknik Pertambangan Universitas Palangka

Raya,Kalimantan Tengah.

Tujuan

Tujuan penyusunan laporan TugasAkhir adalah :

1. Mengetahui kualitas batubara .

2. Mengetahui faktor-faktor yang mempengaruhi terjadinya penurunan

kualitas batubara dari kegiatan penambangan.

Tugas Akhir

P a g e | 5

3. Mengetahui cara mengendalikan kualitas batubara.

IV. BATASAN MASALAH

a. Dalam kegiatan Tugas Akhir ini yang dibahas adalah : ANALISA

KUALITAS BATUBARA

V. METODE PENGAMBILAN DATA

Adapun penulisan laporan ini didasarkan pada tiga ( 3 ) metode, yaitu :

a. Metode Observasi (pengamatan)

Metode ini dilakukan dengan cara pengamatan terhadap kondisi gudang bahan

peledak, proses pekerjaan langsung di lapangan.

b. Metode Interview (wawancara)

Metode ini dilakukan dengan cara tanya jawab kepada operator lapangan dan

staf.

c. Metode Pustaka

Metode ini dilakukan dengan cara studi literatur maupun yang berkenaan

dengan topik yang dibahas dalam laporan ini.

VI. DASAR TEORI

Batubara merupakan bahan baku pembangkit energi dipergunakan untuk

industri. 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)

Tugas Akhir

P a g e | 6

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 :

Fuel Ratio = Fixed Carbon / Volatile Matter

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

d. Ash Content dan Komposisi

Ash Content :

1. Batubara sebenarnya tidak mengandung abu, melainkan mengandung

mineral matter. Namun sebagian mineral matter dianalisa dan dinyatakan

sebagai kadar Abu atau Ash Content.

2. Mineral Matter atau ash dalam batubara terdiri dari inherent dan

extarneous.

3. Inherent Ash ada dalam batubara sejak pada masa pembentukan batubara

dan keberadaan dalam batubara terikat secara kimia dalam struktur

molekul batubara

4. Sedangkan Extraneous Ash, berasal dari dilusi atau sumber abu lainnya

yang berasal dari luar batubara.

Tugas Akhir

P a g e | 7

Sifat – Sifat kadar Abu :

1) Kadar abu dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral

matter yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau

dari extraneous.

2) 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.

3) Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah

nilai kalorinya.

4) Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI batubara.

Kegunaan kadar Abu :

1. 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.

2. Kadar abu dalam komersial sering dijadikan sebagai garansi spesifikasi

atau bahkan sebagai rejection limit.

Tugas Akhir

P a g e | 8

Penentuan kadar Abu :

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.

Tugas Akhir

815oC

Aad = M2 / M1 x 100

Aad = Ash in the analysis samplesM2 = Weight of ash (grams)M1= Weight of samples (grams)

P a g e | 9

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

Tugas Akhir

P a g e | 10

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.

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. Moisture air dried-

sample (ISO) atau residual moisture (ASTM) ialah moisture yang hanya dapat

dihilangkan bila sample batubara kering udara yang berukuran lebih kecil dari

3mm (istilah batu bara ukuran minus 3 mm atau -3mm)dipanaskan hingga 105ºC

Jenis – jenis moisture yang biasanya ditentukan dalam analisis batu bara

adalah:

1. Total moisture (TM)

2. Free moisture (FM) atau Air Dry Loss (ADL)

3. Residual moisture (RM) atau Moisture in air dry sample

Tugas Akhir

P a g e | 11

(MAD)

4. Equilibrium moisture (EQM) atau Moisture holding capacity(MHC)

5. Moisture in the analysis sample (dalam analisis proksimat,Mad)

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 922. Antrasit 243. Semi antrasit 8.64. Bitumen *) Low volatile 2.8*) Medium volatile 1.9*) High volatile 1.35. Lignit 0.9

Tugas Akhir

P a g e | 12

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.Kualitas suatu batubara dapat ditentukan dengan cara analisa parameter

tertentu baik

Tugas Akhir

P a g e | 13

secara fisik maupun secara kimia. Parameter yang ditentukan dari suatu analisa

batubara tergantung tujuan untuk apa batubara tersebut digunakan.

VII. LOKASI PELAKSANAAN

Tempat : PT.LEIGHTON CONTRACTORS INDONESIA

Kec.Laung Tuhup ,Kab.Murung Raya ,Provinsi Kalimantan Tengah

VIII. WAKTU PELAKSANAAN

Setelah disesuaikan dengan jadwal akademik, maka jadwal kegiatan kerja

praktik yang kami usulkan adalah (-+)2 bulan. Terhitung dari tanggal Mei sampai

Juni 2013.

IX. PENUTUP

Demikian proposal ini dibuat sebagai bahan pertimbangan bagi pihak

perusahaan dengan harapan dapat memudahkan pelaksanaan tugas akhir (TA)

yang nantinya. Adapun judul Penelitian yang diajukan Analisa Kualitas Batubara

Kami menyadari bahwa dalam penulisan proposal ini banyak terdapat kekurangan

atau kekeliruan.

Apabila pihak perusahaan ingin mengganti judul penelitian sesuai keadaan

dilapangan mahasiswa siap merubah judul dan melaksanakan Penelitian untuk

itu dimohon adanya saran konstruktif untuk perbaikan dan penyempurnaan

pelaksanaan Tugas Akhir(TA) ini. Terima Kasih

Tugas Akhir

Start

Study Pustaka

Wawancara dengan Staf Perusahaan

Pengamatan di Lapangan

Pencatatan Data

Pengolahan dan Analisis Data

Pembuatan Laporan

Finish

P a g e | 14

Bagan Alir Pelaksanan Program Tugas Akhir

Tugas Akhir

P a g e | 15

WAKTU PELAKSANAAN TUGAS AKHIR

Setelah disesuaikan dengan jadwal akademik, maka jadwal Penelitian yang

kami usulkan adalah satu bulan. Terhitung dari minggu kedua bulan Mei

diusulkan:

KegiatanMei Juni

II III IV I II III IV

Study Literatur

Pengambilan Data

Pengolahan data

BIODATA :

Nama : Muhammad Zainal Ilmi

Jenis Kelamin : Laki-Laki

TTL : Kuala Kapuas, 5 Agustus 1989

Alamat : Jln. Riau Gg,Rindang banua

No Telpon : 0812 5498 4170

0853 4858 4296

Email : zainaltp08@gmail.com

Zainaltp08@ymail.com

Riwayat Pendidikan

- SD Negeri Selat Hilir 9 Kuala Kapuas

- SLTP Negeri 1 Kuala Kapuas

- SMAK Negeri 1 Palangkaraya

- Sedang Menempuh Pendidikan S-1 di Jurusan Teknik Pertambangan

Universitas Palangka Raya.

Tugas Akhir

P a g e | 16

Tugas Akhir