PRAKTIKUM BATUBARA LABORATORIUM TEKNOLOGI MINERAL PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT BAB VII PROSES MIXING DAN ANALISIS HASIL MIXING MELALUI UJI PEMBAKARAN DENGAN PEMBUATAN BRIKET 7.1. Tujuan Praktikum Tujuan dari praktikum proses mixing dan analisis hasil mixing melalui uji pembakaran dengan pembutan kali ini, antara lain: 1. Mengetahui konsep mixing pada proses preparasi dalam skala laboratorium. 2. Menentukan komposisi yang pas serta perbandingan campuran yang sesuai dengan permintaan untuk proses mixing. 3. Mengetahui hasil analisis mixing dalam pembakaran pada briket batubara non- karbonisasi. 7.2. Dasar Teori Batubara adalah salah satu sumber energi yang penting bagi dunia, yang digunakan pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik Mahdi Salam H1C113058
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
BAB VIIPROSES MIXING DAN ANALISIS HASIL MIXING MELALUI UJI
PEMBAKARAN DENGAN PEMBUATAN BRIKET
7.1. Tujuan PraktikumTujuan dari praktikum proses mixing dan analisis
hasil mixing melalui uji pembakaran dengan pembutan kali ini, antara lain:1. Mengetahui konsep mixing pada proses preparasi
dalam skala laboratorium.2. Menentukan komposisi yang pas serta perbandingan
campuran yang sesuai dengan permintaan untuk proses mixing.
3. Mengetahui hasil analisis mixing dalam pembakaran pada briket batubara non-karbonisasi.
7.2. Dasar Teori
Batubara adalah salah satu sumber energi yang penting bagi dunia, yang digunakan pembangkit listrik untuk menghasilkan listrik hampir 40% di seluruh dunia. Di banyak negara angka-angka ini jauh lebih tinggi seperti pada Polandia yang menggunakan batubara lebih dari 94% untuk pembangkit listrik, Afrika Selatan 92%, Cina 77% dan Australia 76%. Batubara merupakan sumber energi yang mengalami pertumbuhan yang paling cepat di dunia di tahun-tahun belakangan ini lebih cepat daripada gas, minyak, nuklir, air dan sumber daya pengganti.
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Pertumbuhan produksi batubara yang tercepat terjadi di Asia, sementara produksi batubara di Eropa menunjukkan penurunan. Negara penghasil batubara terbesar tidak hanya terbatas pada satu daerah Lima negara penghasil batubara terbesar adalah Cina, AS, India, Australia dan Afrika Selatan. Sebagian besar dari produksi batubara dunia digunakan di negara tempat batubara tersebut di produksi, hanya sekitar 18% dari produksi antrasit yang ditujukan untuk pasar batubara internasional. Produksi batubara dunia diharapkan mencapai 7 milyar ton pada tahun 2030 – dengan Cina memproduksi sekitar setengah dari kenaikan itu selama jangka waktu tersebut. Produksi batubara ketel uap diproyeksikan akan mencapai sekitar 5,2 milyar ton; batu bara kokas 624 juta ton; dan batubara muda 1,2 milyar ton (Anonim, 2015)
Batubara telah memainkan peran yang sangat penting ini selama berabad-abad tidak hanya membangkitkan listrik, namun juga merupakan bahan bakar utama bagi produksi baja dan semen, serta kegiatan-kegiatan industri lainnya. Sumber daya Batubara menyajikan tinjauan lengkap mengenai batu bara dan maknanya bagi kehidupan kita. Tinjauan ini menyajikan proses pembentukan batubara, penambangannya, penggunaannya serta dampaknya terhadap masyarakat dan lingkungan hidup. Tinjauan ini menguraikan peran penting batubara sebagai sumber energi dan betapa pentingnya batubara–bersama sumber energi lainnya dalam memenuhi kebutuhan energi dunia yang berkembang dengan cepat.
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
Batubara sebagai bahan bakar telah banyak
dimanfaatkan dalam berbagai kebutuhan, antara lain
untuk pemakaian sehari-hari (skala kecil) dalam dapur-
dapur pemanas dan rumah tangga, dalam industri
furnace, dan pembuatan gas. Sedangkan pemakaian
batubara sebagai pembangkit tenaga telah digunakan
untuk penggerak mesin kapal, kereta api, listrik dan lain-
lain. Sekitar 70% produksi batubara dunia digunakan
sebagai sumber pembangkit tenaga listrik, inipun baru
memenuhi sekitar 40% kebutuhan pembangkit tenaga
listrik. Sekitar 12% produksi batubara dunia digunakan
sebagai coke untuk keperluan 70% produksi baja. Sisanya
18% produksi batubara dunia digunakan untuk keperluan
industri dan domestik
(Aladin, 2010)
Batubara sebagai salah satu jenis bahan bakar
untuk pembangkit energi, di samping gas alam dan
minyak bumi. Batubara terbentuk dengan cara yang
sangat kompleks dan memerlukan waktu yang sangat
lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah
pengaruh fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Oleh
sebab itu, komposisi dan kualitas batubara berbeda-beda
sesuai dengan tingkatannya.
Dalam pemanfaatannya, batubara harus diketahui
terlebih dahulu kualitasnya antara lain total sulfur (TS),
Kualitas batubara merupakan faktor dasar dalam pengambilan keputusan oleh pihak konsumen untuk memilih produk yang dihasilkan oleh perusahaan pertambangan. Dengan kualitas yang memenuhi permintaan konsumen maka dapat memuaskan konsumen dan juga dapat meningkatkan pendapatan perusahaan itu sendiri. Oleh karena itu perlu adanya harga standar terhadap kualitas batubara yang diinginkan konsumen dengan yang telah dimiliki oleh perusahaan. Untuk dapat mengetahui serta memperoleh data kualitas batubara yang dihasilkan selama proses produksi perlu dilakukan kegiatan pengukuran kualitas batubara. Untuk memaksimalkan pemanfaatan batubara nilai kalori rendah
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
dengan memperhatikan batas-batas persyaratan yang diinginkan konsumen, maka salah satu diantaranya dilakukan pencampuran batubara atau lebih dikenal dengan blending. Dalam hal ini pencampuran batubara dilakukan terhadap batubara yang kualitasnya berbeda-beda, sehingga kualitas hasil pencampuran merupakan perpaduan dari beberapa parameter kualitas batubara yang dicampur, umumnya parameter yang serinng digunakan adalah nilai kalori, kandungan abu dankandungan sulfur.
Kualitas batubara sangat ditentukan oleh beberapa faktor yaitu keadaan alami batubara, perlakuan atau penanganan yang dialami batubara seperti dalam kegiatan penambangan, penimbunan dan pencampuran serta keadaan cuaca. Dengan dilakukannya penanganan yang baik mulai dari penambangan hingga penimbunan, diharapkan akan diperoleh kualitas batubara yang dapat memenuhi permintaan konsumen.
Dalam menyusun suatu blending plan, hal-hal yang perlu diperhatikan danditentukan adalah:1. Parameter yang bersifat kualitatif
Tidak semua parameter kualitas batubara dapat disimulasikan dengan perhitungan kumulatif biasa. Ada dua jenis parameter yang berbeda dalam melekakukan blending batubara, yaitu :a. Parameter aditif yaitu parameter yang apabila kita
melakukan blending 1000 ton batubara yang mempunyai kandungan ash 14% dengan 1000 ton batubara yang mempunyai kandungan ash 16%, akan diperoleh 2000 ton batubara dengan
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
kandungan ash 15%. Parameter-parameter yang mempunyai sifat aditif antara lain, kandungan ash, moisture dan total sulfur.
b. Parameter yang mempunyai sifat non-aditif maupun aditif, misalkan bila kita mencampurkan 1000 ton batubara yang mempunyai indeks HGI 48 dengan 1000 ton batubara yang mempunyai indeks HGI 52 mungkin saja tidak diperoleh 2000 ton batubara yang indeks HGI 50. Untuk mengetahui hasil blending ini harus diadakan percobaan. Parameter-parameter dalam batubara yang mempunyai sifat aditif maupun non-aditif antara lain Hardgrove Grindability Index, Ash Fusion Temperature, Crucible Swelling Number, Plasticity dan Gray King Coke.
2. Strategi PencampuranPencampuran batubara yang ideal adalah dengan
mencampurkan dua batubara atau lebih dengan menggunakan unit loading rate terkecil. Sistem pencampuran batubara yang mungkin terjadi dengan tingkat homogenitas yang mengecil secara berurutan.
(Anonim, 2015)Penelitian pemanfaatan batubara Indonesia jenis
coking dan non-coking sebagai bahan baku industri metalurgi dikonsentrasikan kepada peningkatan kualitas batubara. Pengembangan proses ini dilakukan dengan cara metode coal blending yaitu pencampuran batubara coking dan non-coking dengan perbandingan tertentu. Hal ini dikarenakan jumlah batubara coking relatif rendah dibandingkan dengan batubara non-coking. Pencampuran
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
ini diutamakan pada produksi kokas untuk kekuatan yang sesuai terutama coke strength after reaction (CSR), meskipun kehilangan sejumlah masa.
Teknologi pembuatan kokas dari batubara jenis coking telah dikenal, namun penggunaannya terhadap batubara Indonesia untuk menghasilkan kokas dengan kualitas yang memenuhi persyaratan masih belum diperoleh, Karena jenis batubara yang terdapat di Indonesia kebanyakan hanya batubara non coking, sehingga pengolahannya hanya semikokas saja. Secara umum pertimbangan volatile matter dalam pencampuran batubara sekitar 26-29% baik untuk pengkokasan. Oleh karena itu, perbedaan tipe batubara, dicampur secara proportional untuk memperoleh tingkat volatility sebelum pengkokasan dimulai. Istilah-istilah dalam proses pembuatan kokas, adalah Plastic Properties, crucible swelling number (CSN), Fluidity, Dilation, Plasticity.
Plasticity merupakan kemampuan untuk mengalami proses pelunakan, reaksi kimia, pembebasan gas, dan memadat kembali dalam coke oven. Plasticity sangat dibutuhkan dalam proses coke blend untuk menentukan kekuatan akhir dari produk kokas. Fluiditas dari sifat plastis merupakan faktor utama untuk menentukan berapa banyak batubara yang digunakan untuk pencampuran. Crucible swelling number (CSN) adalah salah satu tes plasticity untuk mengamati caking properties batubara, yang paling sederhana dan mudah dilakukan. Caking adalah kemampuan batubara membentuk gumpalan yang mengembang selama proses pemanasan. Pada proses kaarbonisasi, batubara pada
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
awalnya mengkerut, kemudian mengembang ketika volatile matter mulai menguap dan akhirnya terbentuklah gumpalan kokas. Dilatasi merupakan perubahan volume yang terjadi pada proses karbonisasi. Proses ini sangat penting untuk diketahui, agar ppenentuan jumlah batubara konsumsi coke oven dap pat dilakukan dengan tepat sehingga prosesn nya menjadi aman.
Audibert-Arnu dilatometry adalah alat untuk mengukur perubahan volume yang terjadi pada proses karbonisasi. Proses perubahan volume kokas. Coke yield adalah perolehan kokas dan perolehan produk sampingan dari beberapa proses pembuatan kokas utamanya ditentukan saat kokas diproduksi dan saat kondisi karbonisasi. Coke yield diperoleh dari perhitungan berat kokas yang masih stabil setelah proses karbonisasi terhadap berat batubara awal yang diumpankan. Coke yield berhubungan dengan volatile matter, jika semakin tinggi volatile matter maka kecenderungan coke yield semakin menurun.(Yustanti, 2012).
Dalam pelaksanaannya pencampuran (blending) dapat dilakukan dengan beberapa system, berikut adalah beberapa system pencampuran (blending):1. Roof Type Stockpile (Chevron Method), material yang
akan diblending ditumpahkan selapis demi selapis secara bergantian sepanjang blending bed.
2. Areal Stockpile, material yang akan diblending dicurahkan selapis demi selapis secara horisontal dimana setiap perlapisan diratakan dulu baru
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
kemudian dicurahkan lapisan berikutnya demikian seterusnya.
3. Axial Stockpile, lapisan material yang dicurahkan disusun secara longitudinal dilakukan dengan menggeser posisi curahan lebih tinggi dan menyamping.
4. Continous Stockpile, hampir sama dengan metode axial stockpile tetapi ukuran material tumpukan yang dicurahkan relatif sama tinggi dan sejajar ke samping.
5. Alternative Stockpile, material blending ditumpahkan pada dua tempat dalam jarak tertentu, lapisan selanjutnya dicurahkan secara bergantian sehingga bertemu ditengah.
Dalam suatu blending sistem pencampuran atau blending merupakan yang terpenting. Blending harus dilakukan dengan proporsi unit pencampuran yang terkecil untuk mendapatkan batubara hasil blending yang homogen. Berikut adalah beberapa sistem pencampuran dengan tingkat homogenitas yang meningkat yaitu :1. Blending Barge By Barge2. Blending Bucket Loader By Bucket loader3. Blending conveyor.4. Blending On Truck atau Truck by Truck
Hasil suatu blending yang homogen sangat diperlukan terutama bagi end user. Ketidak homogenan dalam suatu blending akibatnya akan terasa langsung oleh end user pada saat batubara tersebut digunakan. Kesempurnaan dari suatu blending adalah ketepatan
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
dalam pencapaian target kualitas hasil blending dan homogenitas hasil pencampuran.(Anonim, 2015)
Adapun cara-cara blending yang sering digunakan
adalah sebagai berikut:
1. Chevron stockpiling
Chevron stockpiling ialah suatu cara blending
dengan membentuk tumpukan menurut garis bujur
dari penampang silang (cross section) berbentuk
segitiga dimana komponen-komponen berurutan
ditimbun sama rata sepanjang poros tengah
tumpukan. Cara blending tumpukan ini merupakan
salah satu cara yang banyak dipakai.
Gambar 7.1
Sketsa Chevron Stockpiling
2. Windrow stockpiling
Window stockpiling ialah suatu cara blending
dengan membentuk tumpukan menurut garis bujur
dari penampang saling berbentuk segitiga dimana
komponen-komponen berurutan ditimbun dalam
tumpukan yang berdampingan maju membentuk
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
keseluruhan tumpukan. Cara blending ini
memberikan derajat kehomogenan paling tinggi.
Gambar 7.2Sketsa Windrow Stockpiling
3. Layered stockpiling Layered stockpiling merupakan cara
membentuk tumpukan dimana komponen-komponen berurutan ditambahkan dalam bentuk lapisan. Jika hal ini dikerjakan untuk mem-blending, komponen yang berurutan tersebar merata ke seluruh daerah tumpukan. Cara ini umumnya digunakan untuk mem-blending tumpukan yang kecil dan jumlah batubaranya tidak terlalu banyak.
Gambar 7.3Sketsa Layered Stockpiling
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
(Anonim, 2015)
7.3. Alat dan Bahan7.3.1. Alat
Alat-alat yang digunakan dalam praktikum kali ini adalah:a. Crusher berfungsi sebagai alat yang mereduksi
ukuran butir dari sampel batubara.
Gambar 7.4Sketsa Crusher
b. Cetakan briket berfungsi untuk mencetak campuran material menjadi bentuk briket.
Gambar 7.5Sketsa Cetakan Briket
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
c. Alat mixing berfungsi untuk mencampurkan batubara dengan kalori berbeda.
Gambar 7.6Sketsa Alat Mixing
d. Neraca analitik, berfungsi untuk mengukur berat sampel batubara dalam pembuatan briket.
Gambar 7.7Sketsa Neraca Analitik
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
e. Ember, berfungsi untuk menampung bahan-bahan pencampuran batubara.
Gambar 7.8Sektsa Ember
f. Safety tools, berfungsi untuk melindungi diri pada saat proses pencampuran.
Gambar 7.9Sketsa Safety tools
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
g. Ayakan (sieve), berfungsi untuk menyeragamkan ukuran butir batubara.
Gambar 7.10Sketsa Sieve
h. Sendok, berfungsi untuk memindahkan material dan batubara maupun campurannya.
Gambar 7.11Sketsa Sendok
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
i. Kompor briket, berfungsi sebagai alat untuk proses pembakaran briket batubara.
Gambar 7.12Sketsa Kompor Briket
j. Korek api, berfungsi sebagai penyulut api pada pembakaran awal.
Gambar 7.13Sketsa Korek Api
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
k. Stopwatch, berfungsi sebagai pengukur lama waktu pembakaran briket batubara.
Gambar 7.14Sketsa Stopwatch
l. Kotak Penyimpanan Briket, berfungsi sebagai tempat penyimpanan briket batubara setelah proses pencetakan.
Gambar 7.15Sketsa Kotak Penyimpanan Briket
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
7.3.2. BahanBahan-bahan yang digunakan dalam praktikum
kali ini adalah:a. Batubara non-karbonisasi dengan kalori 4500 kkal/kg,
berfungsi sebagai bahan bakar pertama dalam
pencampuran batubara dalam pembuatan briket
batubara
b. Batubara non-karbonisasi dengan kalori 8000 kkal/kg,
berfungsi sebagai bahan bakar kedua dalam
pencampuran batubara dalam pembuatan briket
batubara
c. Kanji, berfungsi sebagai perekat dalam pembuatan
briket batubara.
d. Kaolin, berfungsi sebagai bahan penstabil panas
briket batubara.
e. Serbuk kayu berfungsi sebagai bahan untuk
mempercepat dan mempermudah dalam proses
pembakaran briket batubara.
f. Minyak tanah, berfungsi sebagai pemicu api pada
saat pembakaran briket non karbonisasi.
g. Kapur, berfungsi sebagai bahan tambahan yang
digunakan untuk mengikat racun dan mengurangi bau
belerang.
Mahdi Salam
H1C113058
PRAKTIKUM BATUBARALABORATORIUM TEKNOLOGI MINERALPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT
7.4. Prosedur Kerja
7.4.1. Mixing Batubara
Adapun prosedur kerja untuk pencampuran batubara
non-karbonisasi yaitu sebagai berikut :
Gambar 7.16
Flowchart Mixing Batubara Non-Karbonisasi
Langkah kerja:
1. Menyiapkan material batubara non-karbonisasi dengan
kalori ±4500 kkal/kg dan kalori ±8000 kkal/kg.
2. Masukan batubara ke alat mixing sesuai dengan
perbandingan komposisi yang sudah ditentukan
3. Batubara non-karbonisasi kalori ±4500 kkal/kg
dicampurkan dengan batubara non-karbonisasi kalori