Selasa, 29 Desember 2009

SamPLing, Accuracy, Precision, Bias...BuAt BatUbaRA

Dalam industri batubara banyak sekali ditemukan istilah-istilah atau nama –nama yang menyangkut batubara. Istilah-istilah tersebut biasa muncul dalam kegiatan eksplorasi, penambangan, handling, loading, transhipment, tender jual beli batubara dan lain sebagainya. Salah satu istilah atau nama diantaranya adalah parameter kualitas batubara dan basisnya. Sebenarnya banyak sekali parameter kualitas yang ditentukan dari batubara tersebut dan juga istilahnya. Diantara istilah tersebut ada yang group dan ada yang individual. Parameter group contohnya adalah ; Proximate analysis yang di dalamnya terdiri dari parameter : Moisture, Ash, Volatile Matter, dan Fixed Carbon. Kemudian Ultimate analysis yang terdiri dari parameter Carbon, Hydrogen, Nitrogen , Sulfur, dan Oksigen. Contoh lainnya adalah Ash analysis, Petrographic analysis, trace element, dan lain-lain. Sedangkan yang bersifat individual misalnya Calorific Value, Chlorine in coal, HGI, Total moisture, dan lain-lain.

Masing-masing parameter tersebut dilaporkan menurut basis yang sudah disepakati oleh dunia internasional. Fungsinya adalah agar diperoleh suatu bahasa dan persepsi yang sama dalam menganalisis dan mengevaluasi data-data parameter batubara . Dengan adanya acuan ini maka tidak akan terjadi persepsi yang keliru dalam menganalisa dan membaca setiap laporan yang memuat tentang parameter kualitas batubara.

Secara kuantitative kandungan batubara dibagi menjadi 4 bagian yaitu yang disebut sebagai Proximate. Jadi batubara terdiri dari 1. Moisture, 2. Ash (mineral matter) 3. Volatile Matter, 4. Fixed carbon. Sehingga dalam penentuan proximate ini jumlah persentasinya harus 100 %.

Basis yang dipakai dari keempat parameter diatas tergantung dari tempat atau kondisi dari batubara tersebut seperti . Kondisi 1; Apabila yang dimaksud batubara diatas berada masih dalam seamnya atau masih berada di dalam tanah, maka moisture yang dimaksud adalah EQM (Equilibrium moisture) atau MHC (Moisture holding capacity), atau Bed moisture, atau Inherent moisture (versi ASTM), atau In-situ moisture dan lain lain yang mencerminkan moisture pada batubara in-situ. Sedangkan parameters yang lain (ash, VM, dan FC) basisnya dalam moist basis atau in-situ basis. Kondisi 2; Apabila batubara yang dimaksud adalah batubara yang ada di stockpile, maka moisturenya adalah TM (Total moisture) dan parameter yang lain dalam as received basis. Kondisi 3; Apabila batubara yang dimaksud adalah batubara yang berada di lab yang sudah di air drying maka moisture diatas adalah Moisture in the analysis sample (versi ASTM), atau Inherent moisture (versi Australian Standard), atau Air dried moisture (versi ISO standard).

Jadi secara kuantitative batubara hanya dibagi menjadi 4 golongan besar seperti digambarkan di atas. Sedangkan dari empat golongan diatas dibagi lagi menjadi beberapa parameter lain baik secara kualitative maupun secara kuantitative. Sebagai contoh dari parameter ASH atau ABU, parameter yang ditentukan dari ash batubara ini diantaranya ;
1. Kuantitative: Ash analysis (ash constituent), Trace element , dan lain-lain.
2. Kualitative: Ash fusion, Ash resistivity, dan lain lain. Sedangkan dari gabungan VM dan FC, merupakan penganalisaan parameter yang paling banyak seperti Ultimate, Maceral, Calorific value, dan sebagainya.

Pada prinsipnya semua parameter yang ditentukan dari batubara ketelitiannya terletak pada sampling, preparasi, dan analisa laboratorium itu sendiri. Secara filosofi tingkat ketelitian dari ketiga proses tersebut adalah sebagai berikut.: Sampling = 80 %, Preparasi dan analisa = 20 %. Didalam preparasi dan analisa lab. itu sendiri terbagi menjadi Preparasi = 80 % dan analisa lab = 20 %. Hati-hati dalam menerjemahkan filosofi tersebut, karena banyak yang menafsirkan kurang tepat mengenai filosofi tersebut. Pembagian persentasi tersebut hanya didasarkan atas tingkat kesukaran dalam mengulang prosesnya atau kesukaran dalam menentukan benar atau salahnya proses tersebut, jadi bukan ketelitian pengerjaanya. Kalau dilihat dari ketelitiannya tentu saja ketiga proses tersebut harus mendekati akurat 100 %. Yang dimaksud tingkat kesukaran dalam mengulang proses adalah gambarannya sebagai berikut;

SAMPLING

Sampling secara umum dapat didefinisikan sebagai; “ Suatu proses pengambilan sebagian kecil contoh dari suatu material sehingga karakteristik contoh material tersebut mewakili keseluruhan material”.

Didalam industri pertambangan batubara, sampling merupakan hal yang sangat penting, karena merupakan proses yang sangat vital dalam menentukan karakteristik batubara tersebut. Dalam tahap explorasi, karakteristik batubara merupakan salah satu penentu dalam study kelayakan apakah batubara tersebut cukup ekonomis untuk ditambang atau tidak. Begitu pun dalam tahap produksi dan pengapalan atau penjualan batubara tersebut karakteristik dijadikan acuan dalam menentukan harga batubara.

Secara garis besar sampling dibagai menjadi 4 golongan dilihat dari tempat pengambilan dimana batubara berada dan tujuannya yaitu; Explorasi sampling, Pit sampling, Production sampling, dan loading sampling (barging dan transhipment)
Explorasi sampling dilakukan pada tahap awal pendeteksian kualitas batubara baik dengan cara channel sampling pada outcrop atau lebih detail lagi dengan cara pemboran atau drilling. Tujuan dari sampling di tahap ini adalah untuk menentukan karakteristik batubara secara global yang merupakan pendeteksian awal batubara yang akan di exploitasi.

Pit sampling dilakukan setelah explorasi bahkan bisa hampir bersamaan dengan progress tambang didalam satu pit atau block penambangan dengan tujuan lebih mendetailkan data yang sudah ada pada tahap explorasi. Pit sampling ini dilakukan oleh pit control untuk mengetahui kualitas batubara yang segera akan ditambang, jadi lebih ditujukan untuk mengkontrol kualitas batubara yang akan ditambang dalam jangka waktu short term. Pit sampling ini juga dapat dilakukan dengan pemboran juga dengan channel pada face penambangan kalau diperlukan untuk mengecek kualitas batubara yang dalam progress ditambang.
Production sampling; dilakukan setelah batubara di proses di prosesing plant dimana proses ini dapat merupakan penggilingan (crushing) pencucian (washing), penyetokan dan lain-lain. Tujuannya adalah mengetahui secara pasti kualitas batubara yang akan di jual atau dikirim ke pembeli supaya kualitasnya sesuai dengan spesifikasi yang ditentukan dan telah disepakati oleh kedua belah pihak. Dengan diketahuinya kualitas batubara di stockpile atau di penyimpanan sementara kita dapat menentukan batubara yang mana yang cocok untuk dikirim ke Buyer tertentu dengan spesifikasi batubara tertentu pula. Baik dengan cara mencampur (blending) batubara-batubara yang ada di stockpile atau pun dengan single source dengan memilih kualitas yang sesuai.
Loading Sampling; Dilakukan pada saat batubara dimuat dan dikirim ke pembeli baik menggunakan barge maupun menggunakan kapal. Biasanya dilakukan oleh independent company karena kualitas yang ditentukan harus diakui dan dipercaya oleh penjual (Shipper) dan pembeli (Buyer). Tujuannya adalah menentukan secara pasti kualitas batubara yang dijual yang nantinya akan menentukan harga batubara itu sendiri karena ada beberapa parameter yang sifatnya fleksibel sehingga harganya pun fleksibel tergantung kualitas actual pada saat batubara dikapalkan.
Sampling, preparasi dan analisa sample batubara dengan berbagai tujuan seperti telah dijelaskan di atas,dilakukan dengan menggunakan standard – standard yang telah ada. Dimana pemilihannya tergantung keperluannya, biasanya tergantung permintaan pembeli atau calon pembeli batubara. Standard yang sering digunakan untuk keperluan tersebut diantaranya ; ASTM (American Society for Testing and Materials), AS (Australian Standard), Internasional Standard, British Standard, dan banyak lagi yang lainnya yang berlaku baik di kawasan regional maupun internasional.

Berdasarkan metoda pelaksanaannya sampling dapat dibagi menjadi dua golongan yaitu;
1. Manual sampling
2. Mechanikal sampling

Sedangkan berdasarkan teknis pengambilannya Sampling dapat dibagi menjadi beberapa golongan sebagai berikut;

Core Sampling
- Exploration sampling
- Deep drilling
- Shalow drilling
- Pit sample
- Pit drilling

Channel sampling
- Explorasi sampling
- Outcrop sampling
- Pit sampling
- Seam face sampling

Bulk sampling
- Stasionary sampling
- Stockpile sampling
- Wagon sampling
- Coal truck sampling, Dll.

Moving sampling
- Cross belt sampling
- Stop belt sampling
- Falling stream sampling
- Moving bucket sampling, DLL.

Sampling batubara merupakan sampling yang tersulit dari semua sampling solid material. Hal ini dikarenakan batubara merupakan heterogen solid material. Selain itu parameter yang ditentukan dari batubara memeliki sifat-sifat penyebaran yang bervariasi. Oleh karena itu dalam melakukan sampling batubara harus betul-betul mengikuti kaidah-kaidah atau standard yang digunakan.

Ada 3 faktor yang menentukan bahwa suatu sample dapat dikatakan representative atau tidak, yaitu :
1. Teknik pengambilan sample dan alat yang digunakan
2. Massa /jumlah sample yang diambil
3. Periode atau interval pengambilan.

Untuk memperoleh sample yang representative, maka ketiga faktor diatas harus dilakukan dengan baik menurut standard yang digunakan.

Teknik Pengambilan dan Alat yang digunakan

a. Teknik pengambilan sample
Teknik pengambilan sample harus ditentukan dan disesuaikan dengan kondisi material yang akan diambil dan alat yang digunakan. Teknik pengambilan sample yang salah, akan menyebabkan hasil dari sample tersebut bias. Teknik sampling harus betul betul diperhatikan terutama pada sampling secara manual.
Sebagai contoh, dalam pengambilan sample dari falling stream, shovel atau ladle yang digunakan harus masuk ke seluruh stream batubara. Apabila hanya sebagian stream yang diambil maka sample yang diperoleh akan bias.
Selain itu yang perlu diperhatikan adalah muatan sample dalam ladle. Ladle harus terisi sample secukupnya dan tidak boleh berlebihan (overfill). Pengambilan sample yang overfill juga akan menyebabkan bias, karena partikel yang besar-besar akan jatuh, dan sebagian besar sample yang terambil adalah fine coal.
Jadi teknik pengambilan sample harus disesuaikan dengan situasi, kondisi, batubara yang akan diambil samplenya. Seorang sampler yang profesional harus menguasai teknik sampling yang disesuaikan dengan situasi dan kondisi batubara yang akan diambil samplenya.

b. Alat yang digunakan
Selain teknik pengambilan sample, yang tak kalah pentingnya yang harus diperhatikan adalah alat yang digunakan untuk mengambil sample tersebut. Alat yang digunakan untuk melakukan sampling memiliki ukuran dan bentuk yang ditentukan oleh standard. Penggunaan alat yang tidak sesuai dengan standard, akan mengakibatkan bias pada sample yang diperoleh dan akan menyebabkan kesalahan pada hasil analisanya.
Ada 5 jenis alat untuk pengambilan sample secara manual yang biasanya digunakan yaitu :
1.Laddle : Digunakan untuk pengambilan sample dari falling stream
2.Manual Cutter : Digunakan untuk pengambilan sample dari falling stream
3.Scoop : Digunakan untuk pengambilan sample seperti dari bucket WA dsb.
4.Shovel : Digunakan untuk pengambilan sample di stockpile, DT dan lain-lain.
5.Sampling Frame: Digunakan untuk pengambilan sample diatas belt conveyor

Massa / jumlah sample yang diambil

Massa atau jumlah sample yang diambil tergantung dari ukuran butir atau particle size dari batubara tersebut. Ketentuan ini juga tergantung pada standard mana yang diikuti.
Satuan pengambilan sample terkecil disebut Increment, dan increment-increment digabungkan membentuk satu gross sample. Berat minimum sample untuk setiap increment tergantung dari ukuran butir batubara yang disampling, dan mengikuti persamaan sebagai berikut :

M = 0.06 D
Dimana :
M = Massa / berat per increment (kg)
D = Diameter / particle top size batubara (mm)

Contoh 1 : berat minimum per increment pada manual sampling untuk ukuran batubara top size 50 mm, adalah :
M = 0.06 x 50

= 3.00 kg

Sedangkan untuk berat per increment pada mechanical sampling berlaku persamaan sebagai berikut :

M = C x A / 3.6 V

Dimana :
M = berat per increment (kg)
C = Capacity belt Conveyor(tph)
A = Aperture cutter (m) (min. 3 x top size)
V = Kecepatan belt conveyor (m/det)

Contoh 2 : Berat sample per increment untuk batubara dengan top size 50 mm, dengan loading rate 1000 tph, dan kecepatan belt 4.5 m/s adalah :

M = (1000 x 0.15) / (3.6 x 4.5)

= 9.26 kg

Jumlah increment sample yang harus diambil dari setiap lot batubara tergantung dari tonnase lot batubara tersebut.
Untuk menentukan jumlah sample increment, ASTM memberikan 2 standard perhitungan sebagai berikut :
1.15 Increment untuk satu sampling unit (lot) dengan jumlah lot 1000 ton bagi washed coal
2.35 Increment untuk satu sampling unit (lot) dengan jumlah lot 1000 ton bagi unwashed coal / unknown coal.

Semakin banyak sample increment yang diambil semakin representative sample tersebut, namun demikian semakin banyak sample yang dihandle semakin tinggi juga kemungkinan kesalahan dalam penanganan sample tersebut.

c. Periode / Interval pengambilan

Faktor ini sangat penting sekali, karena tanpa memperhatikan faktor ini maka sample yang terambil tidak akan representative walaupun faktor 1 dan 2 telah dipenuhi.
Sebagai contoh, kita mengambil sample loading dengan teknik yang benar dan jumlah sample sesuai dengan standard. Tapi pengambilan tersebut dilakukan sekaligus diawal loading, dan sudah selesai pada saat loading masih terus berjalan sampai beberapa jam lagi kedepan. Hal ini akan menyebabkan sample yang terambil tidak mewakili seluruh lot atau batubara yang diloading, karena mungkin saja setelah selesai pengambilan sample tadi, tiba-tiba kualitas batubara berubah total dari yang awal-awal diloading.
Oleh karena itu pengambilan increment sample harus merata dan diambil selama “throughout” poroses pemindahan batubara tersebut. Dalam istilah sampling cara seperti ini disebut “ Systematic Stratified Sampling”

PREPARASI SAMPLE

Preparasi sample adalah pengurangan massa dan ukuran dari gross sample sampai pada massa dan ukuran yang cocok untuk analisa di Laboratorium.
Tahap-tahap preparasi sample adalah sebagai berikut :
1.Pengeringan udara/Air Drying
Pengeringan udara pada gross sample dilakukan jika sample tersebut terlalu basah untuk diproses tanpa menghilangnya moisture atau yang menyebabkan timbulnya kesulitan pada crusher atau mill. Pengeringan udara dilakukan pada suhu ambient sampai suhu maksimum yang dapat diterima yaitu 400C. Waktu yang diperlukan untuk pengeringan ini bervariasi tergantung dari typical batubara yang akan dipreparasi, hanya prinsipnya batubara dijaga agar tidak mengalami oksidasi saat pengeringan.

2.Pengecilan ukuran butir
Pengecilan ukuran butir adalah proses pengurangan ukuran atas sample tanpa menyebabkan perubahan apapun pada massa sample
Contoh alat mekanis untuk melakukan pengecilan ukuran butir adalah :
- Jaw Crusher
- Rolls Crusher
- Swing Hammer Mills
Jaw Crusher atau Roll Crusher biasa digunakan untuk mengurangi ukuran butir dari 50 mm sampai 11,2 mm; 4,75 mm atau 2,36 mm.
Roll Crusher lebih direkomendasikan untuk jumlah/massa sample yang besar.
Swing Hammer Mill digunakan untuk menggerus sample sampai ukuran 0,2 mm yang akan digunakan untuk sample yang akan dianalisa di Laboratorium.

3.Mixing atau Pencampuran
Mixing / pencampuran adalah proses pengadukan sample agar diperoleh sample yang homogen.
Pencampuran dapat dilakukan dengan dua cara yaitu :
a.Metode manual ; menggunakan riffle atau dengan membentuk dan membentuk kembali timbunan berbentuk kerucut
b.Metode Mekanis : menggunakan Alat Rotary Sample Divider (RSD)

4.Pembagian atau Dividing
Proses untuk mendapatkan sample yang representatif dari gross sample tanpa memperkecil ukuran butir. Sebagai aturan umum, pengurangan sample ini harus dilakukan dengan melakukan pembagian sample.
Pembagian dilakukan dengan metode manual (riffling atau metode increment manual) dan metode mekanis (Rotary Sample Divider)

COAL ANALYSIS

Jenis analisa atau parameter untuk menentukan kualitas suatu batubara banyak sekali baik analisa fisik atau disebut physical property, chemical property, pilut scale test, dan lain-lain. Contoh yang masuk kedalam physical property misalnya ; HGI, Sieve analysis, Drop shatter, bulk density dan lain-lain. Sedangkan yang termasuk kedalam chemical property adalah misalnya Proximate, Ultimate, Ash analysis, dan lain-lain. Dan beberapa contoh pilot scale test misalnya ; Test Sponcomb, Test burn, Wet tumble test, dan lain-lain. Begitu banyak test atau analysis yang dilakukan terhadap batubara dengan tujuannya masing-masing. Setiap test atau analyisis sudah pasti ada tujuan atau ada yang ingin diketahui. Ditinjau dari tujuannya, coal analysis dapat dibagi ke dalam dua tujuan utama yaitu tujuan Study, dan tujuan komersial.

Parameter-parameter tersebut antara lain adalah :
• Moisture
• Ash
• Volatile matter
• Fixed carbon
• Sulfur
• Calorific Value
• Ash Analysis
• Ash Fusion Temperature
• Hardgrove Grindability Index

Moisture
Moisture di dalam batubara dapat dibagi menjadai dua bagian yaitu inherent moisture dan extraneous moisture. Dua istilah tersebut di atas merupakan istilah pengertian bukan istilah parameter. Inherent moisture adalah moisture yang terkandung dalam batubara dan tidak dapat menguap atau hilang dengan pengeringan udara atau air drying pada ambien temperature walaupun batubara tersebut telah dimilling ke ukuran 200 mikron. Inherent moisture ini hampir menyatu dengan struktur molekul batubara karena berada pada kapiler yang sangat kecil dalam partikel batubara. Nilai Inherent moisture ini tidak fluktuatif dengan berubah-ubahnya humiditas ruangan. Dan moisture ini baru bisa dhilangkan dari batubara pada pemanasan lebih dari 100 derajat Celsius. Extaraneous moisture adalah moisture yang berasal dari luar dan menempel atau teradsorpsi di permukaan batubara atau masuk dan tergabung dalam retakan-retakan atau lubang-lubang kecil batubara. Sumber extraneous moisture ini misalnya ; air dari genangan, air hujan, dan lain-lain. Moisture ini dapat dihilangkan atau diuapkan dengan cara air drying atau pemanasan di oven pada ambien temperature. Ada yang mengistilahkan untuk moisture ini adalah Surface moisture atau Free moisture.

Parameter – parameter yang termasuk ke dalam penentuan kadar moisture adalah ;
• EQM / MHC / Inherent moisture / Bed moisture / In situ Moisture
• Total Moisture / as received moisture / as sampled moisture /as despatched moisture
• Air dried moisture / inherent moisture / moisture in the analysis sample
• Transportable moisture limit / flow moisture

Equilibrium moisture
Equilibrium moisture adalah parameter penentuan moisture sebagai pendekatan untuk menentukan inherent moisture atau insitu moisture dalam batubara. EQM ini biasanya ditentukan pada saat explorasi batubara yang kegunaanya adalah untuk memperkirakan nilai TM pada saat batubara tersebut ditambang. Nilai EQM ini relative tidak fluktuasi nilainya pada satu seam yang sama. Selain untuk memperkirakan TM, juga EQM berguna dalam menentukan golongan atau Rank dari suatu batubara terutama untuk Low rank coal yang penentuan Ranknya menggunakan nilai calorific value pada basis mmmf (moist, mineral matter free basis), dimana basis ini memerlukan data insitu moisture atau EQM. EQM ini adalah istilah penentuan dalam standard ASTM, sedangkan dalam ISO standard istilah parameternya adalah MHC ( Moisture Holding Capacity ). Belakangan ini penentuan untuk inherent moisture ini bisa dilakukan pada sample channel yang not visible surface moisture dengan prosedur sampling tertentu.

Total Moisture
Total moisture biasanya ditentukan pada batubara mulai dari explorasi sampai transshipment. Nilainya sangat penting sekali, karena dalam penjualannya nilai TM sangat diperhatikan dan menentukan harga dari batubara tersebut selain berpengaruh pada nilai parameter-parameter lain dalam basis as received. Dalam explorasi, TM ditentukan untuk menaksir atau memperkirakan nilai TM batubara in-situ sekaligus untuk menentukan nilai surface moisturenya dari selisih antara TM dan EQM. Karena TM adalah jumlah dari EQM dengan Surface moisture. ( TM = EQM + SM ). Selain itu, nilai TM yang didapat dari sample core pada saat explorasi banyak digunakan oleh geologist-geologist untuk menampilkan data dalam basis as received pada saat batubara tersebut belum ditambang. Yang paling menentukan dalam penentuan TM ini adalah samplingnya, yakni sesaat setelah sample batubara disampling sesegera mungkin sample tersebut dimasukan kedalam kontainer yang ditutup sangat rapat sehingga tidak ada moisture yang masuk atau keluar dari sample tersebut. Apabila ini terlaksana dengan baik maka nilai TM yang diperoleh dapat dianggap mewakili nilai moisture batubara yang diambil samplenya tersebut pada saat dan keadaan batubara tersebut disampling. Prinsip ini biasanya sulit terlaksana pada sample core dari sample Pit atau bor dalam, karena dari sample core tersebut masih ada beberapa data yang harus dicatat dan diamati, sehingga sample tersebut tidak segera dapat dimasukan ke dalam kontainer yang kedap udara sesaat setelah disampling. Selain itu pada saat pemboran biasanya menggunakan air selama coring dilakukan, sehingga kontaminasi batubara tersebut oleh air yang bukan berasal dari batubara mungkin sekali terjadi. Oleh karena itu nilai TM tersebut menjadi tidak begitu reliable untuk menunjukan nilai TM batubara in-situ. Nilai TM yang diperoleh juga biasanya sangat fluktuatif nilainya.

Pada coal in bulk, nilai TM ini dipengaruhi oleh luas permukaan batubara (size distribusi ), juga oleh cuaca, sehingga nilai TM pada coal in bulk relatif fluktuatif seiring dengan keadaan cuaca atau musim dan size distribusi dari batubara tersebut terutama setelah di crushing.

Air dried moisture
Sesuai dengan namanya, air dried moisture adalah nilai moisture batubara pada saat setelah batubara tersebut diair drying. Nilai moisture ini sangat penting karena pada dasarnya semua parameter ditentukan pada sample setelah air drying sehingga basisnya adalah air dried basis. Nilai parameter dalam basis ini merupakan actual hasil analisa dari Lab. Sedangkan basis-basis lainya dalam coal analysis merupakan kalkulasi saja dari nilai-nilai air dried basis ini. Jadi jelaslah bahwa tanpa nilai air dried moisture, parameter-parameter yang lain tidak dapat diubah ke dalam basis lainnya. Selain itu nilai ADM ini berpengaruh pada nilai parameter lainnya pada basis airdried, seperti CV, VM, Sulfur dan lain-lain. Sehingga nilai ADM menjadi lebih penting lagi apabila spesifikasi dinyatakan dalam basis air dried.

Transportable moisture limit

Batubara in bulk yang diangkut dengan menggunakan palka tertutup seperti kapal-kapal besar, dalam kondisi tertentu yang diakibatkan oleh angin dan ombak, memungkinkan terjadinya segregasi moisture dan finer coal dari bulk dan membentuk semacam “liquefaction” dan pada kondisi tertentu dapat membahayakan kapal tersebut terutama pada stability kapal selama dalam pelayarannya. Oleh karena itu IMO ( International Marine Organisation) mensyaratkan untuk setiap kapal yang mengangkut batubara terutama low rank coal, harus meminta statement dari Shipper mengenai nilai transportable moisture limit dari batubara yang akan dimuat. Ada satu metoda yang dikembangkan di National Coal Board (UK) untuk menentukan nilai TML ini yaitu dengan cara ; Sebanyak 10 kg batubara dimasukan ke dalam suatu silinder dimana di bawah silinder tersebut diletakan dua bola tenis meja. Kemudian silinder tersebut diletakan di atas “Vibrating table”. Penentuan ini dilakukan pada nilai moisture batubara yang bervariasi. Flow Moisture ditentukan sebagai nilai moisture pada saat bola tenis meja tersebut masuk naik ke atas batubara dalam silinder tersebut. Sedangkan TML adalah 90 % dari nilai Flow moisture tersebut.

Ash Content (AC)
Sebenarnya batubara tidak mengandung ash melainkan mengandung mineral matter. Ash adalah istilah parameter dimana setelah batubara dibakar dengan sempurna, material yang tersisa dan tidak terbakar adalah ash atau abu sebagai sisa pembakaran. Jadi ash atau abu merupakan istilah umum sebagai sisa pembakaran. Pada material yang lain mungkin ash ini dapat mencerminkan langsung mineral matter yang terkandung dalam material yang dibakar tersebut. Akan tetapi di dalam batubara hal tersebut tidak selamanya terjadi karena terjadinya reaksi-reaksi kimia selama pembakaran atau insinerasi batubara tersebut, sehingga nilai ash yang didapat relative akan lebih kecil dibanding dengan nilai mineral matter yang sebenarnya. Ada pula yang menggolongkan mineral dalam batubara ke dalam tiga kategori yaitu ;

• Mineral matter
• Inherent ash
• Extraneous ash

Mineral matter adalah unsur-unsur yang terikat secara organik dalam rantai carbon sebagai kation pengganti hidrogen. Unsur ini biasanya ada dalam batubara pada saat pembentukan batubara yang berasal dari tumbuhan atau pohon pembentuk batubara tersebut. Unsur yang biasanya ditemukan sebagai mineral matter ini adalah Kalsium, Sodium, dan juga ditemukan besi dan alumina pada low rank coal. Inherent ash adalah superfine discrete mineral yang masih dapat tertinggal dalam partikel batubara setelah dipulverize. Dan yang ketiga adalah extraneous ash, yang termasuk kedalam kategori ini adalah tanah atau pasir yang terbawa pada saat penambangan batubara dan mineral yang keluar dari partikel batubara pada saat dipulverize. Ketiga jenis ash tersebut sangat tergantung pada lingkungan pada saat pembentukan batubara serta bahan pembentuk batubara sehingga memiliki sifat-sifat thermal masing-masing, akibatnya juga setiap type ash tersebut memiliki kontribusi yang berbeda terhadap slagging dan fouling. Penentuan di laboratorium yaitu dengan membakar batubara pada temperature 750 atau 800 derajat celsius sampai dianggap pembakaran telah sempurna. Dalam prosedure standard temperature dan waktu pembakaran ditentukan yang nilainya tergantung kepada standard masing-masing. Penentuan secara prosedure di atas untuk batubara tertentu yang mengandung banyak pyrite dan carbonat, menjadi tidak begitu teliti karena selama pembakaran terjadi beberapa reaksi akan terjadi. Reaksi reaksi yang mungkin terjadi selama pembakaran adalah ;

• Decomposisi Pyrite :
4 FeS2 + 15 O2 ------> 2 Fe2 O3 + 8 SO3

• Dekomposisi Carbonat
CaCO3 + O2 -----> CaO + CO2

• Fixation of sulfur
CaO + SO3 -------> CaSO4
Na2O + SO3 -------> Na2SO4

Dalam basis dry mineral matter free basis untuk penentuan rank batubara di ASTM, Ash yang digunakan adalah hasil kalkulasi dimana ash dinyatakan sebagai ash bebas sulfat.

Volatile Matter
Volatile matter adalah zat terbang yang terkandung dalam batubara. Zat yang terkandung dalam volatile matter ini biasanya gas hidrokarbon terutama gas methane. Volaitile matter ini berasal dari pemecahan struktur molekule batubara pada rantai alifatik pada temperature tertentu. Di laboratorium sendiri penentuannya dengan cara memanaskan sejumlah batubara pada temperature 900 derajat Celsius dengan tanpa udara. Volatile matter keluar seperti jelaga karena tidak ada oksigen yang membakarnya. Volatile matter merupakan salah satu indikasi dari rank batubara. Dalam klasifikasi batubara ASTM, Volatile matter digunakan sebagai parameter penentu rank untuk batubara high rank coal. Volatile matter juga memiliki korelasi yang jelas dengan salah satu maceral yaitu Vitrinite. Apabila volatile matter dalam basis DMMF di plot dengan reflectance dari vitrinite, maka akan diperoleh suatu garis yang relative lurus yang korelatif dengan rank batubara. Selain itu pada saat penentuan di laboratorium, juga dapat digunakan sebagai prediksi awal apakah batubara tersebut memiliki sifat agglomerasi atau tidak.
Sifat dalam coal combustion, volatile matter memegang peranan penting karena ikut menentukan sifat-sifat pembakaran seperti efisiensi pembakaran karbon atau carbon los on ignition. Volatile matter yang tinggi menyebabkan batubara mudah sekali terbakar pada saat injection ke dalam suatu boiler. Low rank coal biasanya mengandung Voloatile matter yang tinggi sehingga memiliki efisiensi yang sangat tinggi pada saat pembakaran di power station.
Volatile matter juga digunakan sebagai parameter dalam memprediksi keamanan batubara pada Silo Bin, Miller atau pada tambang-tambang bawah tanah. Tingginya nilai volatile matter semakin besar pula resiko dalam penyimpananya terutama dari bahaya ledakan.

Fixed Carbon
Fixed carbon adalah adalah parameter yang tidak ditentukan secara analisis melainkan merupakan selisih 100 % dengan jumlah kadar moisture, ash, dan volatile matter. Fixed carbon ini tidak sama dengan total carbon pada Ultimate. Perbedaan yang cukup jelas adalah bahwa Fixed carbon merupakan kadar karbon yang pada temperature penetapan volatile matter tidak menguap. Sedangkan carbon yang menguap pada temperature tersebut termasuk kedalam volatile matter. Sedangkan total carbon yang ditentukan pada Ultimate analysis merupakan semua carbon dalam batubara kecuali carbon yang berasal dari karbonat. Jadi baik hidrokarbon yang termasuk ke dalam Volatile matter atau fixed carbon termasuk di dalamnya. Penggunaan nilai parameter ini sama dengan volatile matter yaitu sebagai parameter penentu dalam klasifikasi batubara dalam ASTM standard. Serta untuk keperluan tertentu fixed carbon bersama volatile matter dibuat sebagai suatu ratio yang dinamakan fuel ratio (FC/VM).

Sulfur (S)
Sulfur didalam batubara sama seperti halnya material yang lain terdiri dari dua jenis yaitu sulfur organik dan sulfur anorganik. Sulfur organik biasanya ada dalam batubara seiring dengan pembentukan batubara dan berasal dari tumbuhan pembentuk batubara tersebut. Dan tidak menutup kemungkinan juga berasal dari luar tumbuhan yang dikarenakan suatu reaksi kimia yang terjadi pada saat peatifikasi dan coalifikasi pada saat perubahan diagenetik dan perubahan kimia. Sedangkan anorganik sulfur berasal dari lingkungan dimana batubara tersebut terbentuk.atau dari mineral yang berada disekeliling batubara atau bahkan yang berada dalam seam batubara yang membentuk parting, spliting, band dan lain-lain. Sulfur anorganik ini biasanya dibagi lagi menjadi dua jenis yaitu Pyritic sulfur dan sulfat sulfur. Dalam analysis di laboratorium sulfur-sulfur ini ditentukan dengan parameter yang disebut form of sulfur. Dimana laporannya terdiri dari pyritic sulfur, sulfate sulfur dan organik sulfur. Yang ditentukan di laboratorium dengan test adalah hanya piritic sulfur dan sulfate sulfur sedangkan organik sulfur merupakan hasil kalkulasi selisih antara Total sulfur dan jumlah dari piritic dan sulfate sulfur. Form of sulfur biasa digunakan untuk memprediksi secara awal apakah sulfur dari batubara tersebut dapat dikurangi dengan cara separasi media atau washibility density. Organik sulfur secara teeoritis tidak dapat dipisahkan dari batubara dengan metoda separasi yang menggunakan dens medium plan atau washing karena sulfur tersebut terikat secara organik dalam molekul batubara. Sedangkan anorganik sulfur secara teoritis dapat dihilangkan atau dikurangi dengan cara separasi media karena termasuk ke dalam mineral matter yang memiliki density lebih tinggi dibanding batubara. Selain itu pyrtic sulfur juga digunakan sebagai bahan acuan dalam memprediksi kecenderungan batubara tersebut untuk terbakar secara spontan pada waktu penyimpanannya di stockpile. Karena pyritic sulfur dapat mengkatalisasi terjadinya self heating pada batubara yaitu dengan reaksi oksidasi yang menghasilkan panas. Selain itu dari reaksi tersebut dapat menyebabkan disintegrasi partikel batubara sehingga menambah luas permukaan batubara yang juga dapat menambah kecenderungan batubara tersebut untuk teroksidasi yang pada akhirnya menyebabkan terjadinya pembakaran spontan. Hidrogen disulfida atau FeS2 di dalam batubara terdiri dari dua type yaitu cubic yellow pyrite dan rombik marcasite. Dan marcasite inilah yang disinyalir lebih reaktif terhadap oksigen dibanding pyrite.
Dalam utilisasi di industri, sulfur yang tinggi sangat tidak diharapkan karena dapat menimbulkan emisi SO2 yang konsentrasinya tidak boleh tinggi karena dapat menyebabkan hujan asam. Batasan konsentrasi SO2 yang diijinkan tergantung dari negara dimana industri tersebut berada, karena peraturan masing-masing negara berbeda. Selain itu SO2 juga termasuk corrosive constituent bersama chlorine yang dapat merusak metal dalam boiler.
Analisa reguler yang ditentukan baik untuk explorasi, produksi, dan shipment adalah total sulfur yang biasanya ditentukan dengan metoda high temperature method

Calorific Value (CV)
Nilai Kalori atau Calorific Value adalah jumlah unit panas yang dikeluarkan per unit bahan bakar yang dibakar dengan oxygen, nitrogen dan oksida nitrogen, carbondioksida, sulfurdioksida, uap air dan abu padat
Nilai kalori biasanya dilaporkan sebagai :
a. Gross Calorific Value, adalah jumlah unit panas yang dikeluarkan per unit bahan-bahan yang dibakar dengan oksigen di bawah kondisi standar. Disebut juga kalori gross pada volume konstan
b. Net Calorific Value, adalah konversi secara matematis dari Gross Calorific Value dengan menerapkan faktor koreksi yang didasarkan pada kandungan hydrogen, oksigen dan moisture. Biasa disebut sebagai panas pembakaran pada tekanan konstan dimana air berujud gas.

Penentuan nilai kalori batubara yang digunakan misalnya dengan alat Calorimeter dengan sistem Isoperibol. Alat ini menggunakan siklus Isotermik, dimana secara komputerize, panas yang dihasilkan dari pembakaran batubara dalam calorimeter tersebut dikonversikan ke dalam satuan Megajoule per kilogram (MJ/kg) atau Calori per gram
(Cal/g). Jadi secara otomatis nilai kalori dari batubara yang ditentukan diprint out oleh alat kalorimeter tersebut.

Ash Analysis (ASH COMPOSITION)
Ash pada umumnya terdiri dari ikatan dari logam Silikon, Aluminium, Besi dan Kalsium serta kondungan lain yang lebih kecil seperti Titanium, mangan, magnesium, sodium dan potassium dimana semuanya terjadi dalam bentuk silicates, oksida, sulphida, sulfat dan phospat. Element lain seperti arsen, copper, timbal, nikel, zinc dan uranium dapat dilaporkan dalam jumlah yang sangat kecil. Pengetahuan mengenai komposisi sebenarnya dari ash sangat penting untuk memprediksi karakteristik dan behaviour batubara jika digunakan dalam berbagai aplikasi di dunia industri.

Ash Fusion Temperature
Ash Fusion Temperature menggambarkan karakteristik pelunakan dan pelelehan ash, dan diukur menurut standar prosedur tertentu dengan cara pemanasan secara gradual terhadap sample yang sudah disiapkan dalam bentuk cone untuk selanjutnya diamati profil perubahannya.
Temperatur dicatat pada sifat-sifat yang menunjukkan :
- initial Deformation
- Spherical
- Hemispherical
- Flow
Ash Fusion Temperature biasa diukur pada dua kondisi yaitu kondisi Reduksi dan Oksidasi. Pengukuran dalam kondisi Oksidasi selalu lebih tinggi dibandingkan kondisi Reduksi disebabkan keberadaan beberapa komponen dalam ash seperti besi oksida yang memiliki perbedaan fluxing effects pada suasana oksidasi dan reduksi.

Hardgrove Grindability Index (HGI)
Test ini adalah untuk mengukur kemudahan relatif saat batubara dihancurkan ke dalam ukuran yang lebih kecil. Semakin tinggi nilai HGI maka semakin lunak batubara yang berarti semakin mudah batubara tersebut untuk dihancurkan.
Index ini sangat membantu dalam memperkirakan kapasitas mill yang digunakan untuk menggiling batubara sampai ukuran yang diperlukan untuk umpan ke furnace.

BASIS

Basis adalah dasar yang dipakai untuk menyatakan nilai dari suatu parameter dan menginterpretasikan nilai tersebut pada kondisi tertentu batubara. Interpretasi dari basis tersebut sesuai dengan istilah basis tersebut, misalkan seperti basis basis di bawah ini ;
• As received/as sampled basis (AR) = nilai parameter atau kualitas batubara pada saat batubara tersebut diterima / disampling.
• Air dried basis (ADB) = nilai kualitas pada kondisi batubara setelah di air dried.
• Dry basis (DB) = nilai kualitas pada kondisi batubara kering atau tidak memiliki nilai moisture (moisture free)
• Dry ash free basis (DAF) = nilai kualitas batubara pada kondisi batubara tersebut kering dan bebas dari ash.
• Dry mineral matter free basis (DMMF) = menginterpretasikan nilai kualitas pada kondisi batubara tidak mengandung air dan mineral matter.
• Moist, mineral matter free basis (mmmf) menginterpretasikan nilai kualitas batubara pada kondisi batubara tersebut masih didalam tanah (in-situ coal) dan tidak mengandung mineral matter,dan lain-lain.

Basis-basis di atas merupakan basis-basis yang umum atau biasanya dipakai dalam menyatakan nilai dari suatu parameter kualitas dari suatu batubara. Selain basis-basis tersebut di atas masih ada beberapa basis lainnya yang hanya untuk keperluan tertentu saja digunakan seperti misalnya ; Sulfat free, SO3 free, Ash free, dan lain-lain.

met BeLajar yah,,,moga niy iLmu bermanfaat...ni iLmu diperoleh dari mata KuLiah Batubara I......... ^^,

Tidak ada komentar:

Poskan Komentar

jiKa ada yang pengen tanya, diskusi atau sejenisnya lah,,,yukk silahkan posting comment nya di sini yahhhh