4_Zero Oxygen Balance ANFO_2015

MK TEKNIK PELEDAKANMK TEKNIK PELEDAKAN“ZERO OXYGEN BALANCE”“ZERO OXYGEN BALANCE”

By By

Arif NurwaskitoArif Nurwaskito

Campuran ANFO dan Reaksi Campuran ANFO dan Reaksi PeledakanPeledakan

Ammonium Nitrate yang digunakan untuk bahan Ammonium Nitrate yang digunakan untuk bahan peledak biasanya berbentuk butiran (prill) yang peledak biasanya berbentuk butiran (prill) yang khusus untuk ramuan bahan peledak ANFO.khusus untuk ramuan bahan peledak ANFO.

Dalam pencampuran ANFO ini , hasil ledakan Dalam pencampuran ANFO ini , hasil ledakan yang diharapkan tidak mengandung gas-gas yang diharapkan tidak mengandung gas-gas yang berbahaya, dengan ini biasanya diperoleh yang berbahaya, dengan ini biasanya diperoleh keseimbangan oksigen (oxygen balance). keseimbangan oksigen (oxygen balance).

Reaksi yang kemudian terjadi waktu peledakan Reaksi yang kemudian terjadi waktu peledakan adalah , kemungkinan bisa sbb :adalah , kemungkinan bisa sbb :

1)1) 2NH2NH44NONO33+CH+CH22 5H 5H22O+CO +2NO+CO +2N22

2)2) 3NH3NH44NONO33+CH+CH22 7H 7H22O+COO+CO22+3N+3N22

3)3) 5NH5NH44NONO33+CH+CH22 11H 11H22O+COO+CO22+4N+4N22+2NO+2NO

Catatan:Catatan:

Reaksi 1 : AN = 91.95 % dan FO = Reaksi 1 : AN = 91.95 % dan FO = 8.04%8.04%



AMMONIUM NITRAT AMMONIUM NITRAT (NH(NH44NONO33))

Densitas : - butiran berpori 0,74 – 0,78 gr/cc Densitas : - butiran berpori 0,74 – 0,78 gr/cc (untuk agen peledakan)(untuk agen peledakan) - butiran tak berpori 0,93 gr/cc- butiran tak berpori 0,93 gr/cc (untuk pupuk urea)(untuk pupuk urea)

Ukuran partikel : yang baik untuk agen Ukuran partikel : yang baik untuk agen peledakan antara 1 – 2 mmpeledakan antara 1 – 2 mm

Campuran ANFO … (2)Campuran ANFO … (2)

Bila jumlah perbandingan antara AN dan FO Bila jumlah perbandingan antara AN dan FO adalah tepat, maka reaksi yang terjadi seperti adalah tepat, maka reaksi yang terjadi seperti reaksi ke 2).reaksi ke 2).

Bila AN yang sebagai penghasil oksigen (oxygen Bila AN yang sebagai penghasil oksigen (oxygen carrier) kurang, atau campuran minyak carrier) kurang, atau campuran minyak berlebih, maka reaksi yang terjadi seperti ke 1), berlebih, maka reaksi yang terjadi seperti ke 1), yaitu timbul gas CO yang beracun. yaitu timbul gas CO yang beracun.

Bila jumlah FO yang dicampurkan kurang yang Bila jumlah FO yang dicampurkan kurang yang berakibat AN sebagai penghasil oxygen berakibat AN sebagai penghasil oxygen berlebih, maka terjadi reaksi seperti ke 3), yaitu berlebih, maka terjadi reaksi seperti ke 3), yaitu timbul gas NO.timbul gas NO.

Perbandingan campuran antara AN dan FO yang Perbandingan campuran antara AN dan FO yang tepat adalah = 94,50 % AN : 5,50 % FO (prosen tepat adalah = 94,50 % AN : 5,50 % FO (prosen berat).berat).

CATATAN : CATATAN : KEBUTUHAN FO UNTUK MEMBUAT KEBUTUHAN FO UNTUK MEMBUAT

ANFOANFO

ANFO,kg ANFO,kg BAHAN BAKAR (FO)BAHAN BAKAR (FO)

AN,kg AN,kg kgkg literliter

1010 0,570,57 0,710,71 9,439,43

5050 2,852,85 3,563,56 47,1547,15

8080 4,564,56 5,705,70 75,4475,44

100100 5,705,70 7,137,13 94,3094,30

500500 28,5028,50 35,6335,63 471,50471,5010001000 57,0057,00 71,2571,25 943,00943,00

Keseimbangan Oksigen (Oxygen Keseimbangan Oksigen (Oxygen Balance) Pada ANFOBalance) Pada ANFO

Apabila suatu bahan peledak (misal: ANFO) Apabila suatu bahan peledak (misal: ANFO) hanya mengandung elemen-elemen carbon, hanya mengandung elemen-elemen carbon, oxygen, hydrogen dan nitrogen, hubungan yang oxygen, hydrogen dan nitrogen, hubungan yang dipakai untuk menghitung oxygen balance dapat dipakai untuk menghitung oxygen balance dapat dinyatakan sebagai berikut : dinyatakan sebagai berikut :

OB = Oo – 2 Co – ½ HoOB = Oo – 2 Co – ½ Ho

Oo, Co, dan Ho, menyatakan jumlah gram atom Oo, Co, dan Ho, menyatakan jumlah gram atom dari masing-masing elemen dalam bahan dari masing-masing elemen dalam bahan peledak. peledak.

Dari persamaan dapat dilihat angka 2 dan ½ Dari persamaan dapat dilihat angka 2 dan ½ didapat dari : 2 atom oxygen dibutuhkan untuk didapat dari : 2 atom oxygen dibutuhkan untuk setiap atom carbon, dan ½ atom oxygen setiap atom carbon, dan ½ atom oxygen dibutuhkan untuk setiap atom hydrogen.dibutuhkan untuk setiap atom hydrogen.

Menentukan Oxygen BalanceMenentukan Oxygen Balance

Dengan persamaan reaksi yang sudah diketahui :Dengan persamaan reaksi yang sudah diketahui :3NH3NH44NONO33+CH+CH22 7H 7H22O+COO+CO22+3N+3N22

Berat molekul NHBerat molekul NH44NONO3 3 = 80 dan CH= 80 dan CH22 = 14 = 14Dimana : Dimana : NN22 = 28= 28

HH44 = 4= 4 C C = 12= 12OO33 = 48= 48 HH22 = 2= 2---------- +---------- + ---------- +---------- +

= 80= 80 = 14= 14

( 3 x 80 ) + (14)( 3 x 80 ) + (14) = 254 campuran= 254 campuranKandungan FOKandungan FO = 14/254 x 100 %= 14/254 x 100 % = 5,5 %= 5,5 %Kandungan ANKandungan AN = 240/254 x 100 %= 240/254 x 100 % = 94,5 % , = 94,5 % , atau :atau :

= 100 % - 5,5 %= 100 % - 5,5 % = 94,5 %= 94,5 %

Menentukan Oxygen Balance … (2)Menentukan Oxygen Balance … (2) Bila persamaan reaksinya tidak diketahui tapi Bila persamaan reaksinya tidak diketahui tapi

campurannya harus “Zero Oxygen Balance”, campurannya harus “Zero Oxygen Balance”, maka persamaannya :maka persamaannya :

X NHX NH44NONO33+ Y CH+ Y CH22 a H a H22O + b COO + b CO2 2 + c N+ c N22

Akan ditentukan berapa nilai besarnya NHAkan ditentukan berapa nilai besarnya NH44NONO3 3

dan CHdan CH22 agar tercapai ZOB. agar tercapai ZOB.

Untuk itu perlu ditentukan harga-harga gram Untuk itu perlu ditentukan harga-harga gram atom setiap elemen per satuan berat.atom setiap elemen per satuan berat.Untuk NHUntuk NH44NONO33, BM = 80. , BM = 80. N : N : 2 gram atom per mole2 gram atom per mole

2/80 x 100 = 2,50 gram atom per 100 gram2/80 x 100 = 2,50 gram atom per 100 gramH :H : 4 gram atom per mole4 gram atom per mole

4/80 x 100 = 5,00 gram atom per 100 gram4/80 x 100 = 5,00 gram atom per 100 gramO :O : 3 gram atom per mole3 gram atom per mole

3/80 x 100 = 3,75 gram atom per 100 gram3/80 x 100 = 3,75 gram atom per 100 gram

Menentukan Oxygen Balance … (3)Menentukan Oxygen Balance … (3)

Untuk CHUntuk CH22, BM = 14. , BM = 14. H :H : 2 gram atom per mole2 gram atom per mole

2/14 x 100 = 14,28 gram atom per 100 gram2/14 x 100 = 14,28 gram atom per 100 gramC :C : 1 gram atom per mole1 gram atom per mole

1/14 x 100 = 7,14 gram atom per 100 gram1/14 x 100 = 7,14 gram atom per 100 gram

Gram Atom Per 100 Gram : Gram Atom Per 100 Gram :

%% BMBM HoHo NoNo OoOo CoCoNHNH44NONO33

CHCH22

XX

YY8080

14145,00 X5,00 X

14,28 Y14,28 Y2,50 2,50

XX

--

3,75 3,75 XX

--

--

7,14 7,14 YY

Menentukan Oxygen Balance … (4)Menentukan Oxygen Balance … (4)

Karena X + Y sama dengan 100 %, maka X + Y = 1 :Karena X + Y sama dengan 100 %, maka X + Y = 1 : OB = Oo – 2 Co – ½ HoOB = Oo – 2 Co – ½ Ho

Substitusikan harga gramnya setiap elemen kedalam Substitusikan harga gramnya setiap elemen kedalam persamaan :persamaan :OB OB = 3,75 X – 2 (7,14 Y) – ½ (5,00 X + 14,28 Y) = 0= 3,75 X – 2 (7,14 Y) – ½ (5,00 X + 14,28 Y) = 0OBOB = 3,75 X – 14,28 Y – 2,50 X – 7,14 Y = 0= 3,75 X – 14,28 Y – 2,50 X – 7,14 Y = 0OBOB = 1,25 X – 21,42 Y = 0= 1,25 X – 21,42 Y = 01,25 X 1,25 X = 21,42 Y= 21,42 Y

XX = 17,14 Y= 17,14 Y

X + YX + Y = 1= 1 dimana X = 17,14 Y, maka : dimana X = 17,14 Y, maka :17,14 Y+Y17,14 Y+Y = 1= 118,14 Y18,14 Y = 1.= 1. maka :maka :

YY = 0,055 = 0,055 5,5 % CH 5,5 % CH22

XX = 0,945= 0,945 94,5 % NH 94,5 % NH44NONO33

Campuran Alumunium dengan ANFOCampuran Alumunium dengan ANFO

Umumnya produk yang dikehendaki dari suatu Umumnya produk yang dikehendaki dari suatu peledakan adalah uap air (steam, Hpeledakan adalah uap air (steam, H22O), carbon dioxide O), carbon dioxide (CO(CO22), gas nitrogen (free melocular nitrogen, N), gas nitrogen (free melocular nitrogen, N22) dan ) dan oksida padat (solid oxide, misal Aloksida padat (solid oxide, misal Al22OO33) semuanya ) semuanya adalah relatif lembam (inert) dan tidak beracun.adalah relatif lembam (inert) dan tidak beracun.

Penambahan campuran bubuk Alumunium (Al) adalah Penambahan campuran bubuk Alumunium (Al) adalah cara yang paling efektif untuk menambah kekuatan cara yang paling efektif untuk menambah kekuatan ledakan.ledakan.

Besarnya partikel Al yang ditambahkan berkisar antara Besarnya partikel Al yang ditambahkan berkisar antara -30 # sampai + 150 # mesh tanpa adanya efek dari -30 # sampai + 150 # mesh tanpa adanya efek dari segi sensifitasnya.segi sensifitasnya.

Secara umum penambahan bubuk Al antara 5 % - 15 Secara umum penambahan bubuk Al antara 5 % - 15 %.%.

Soal:Soal:Kumpulkan Minggu DepanKumpulkan Minggu Depan

1)1) Akan dibuat bahan peledak dengan Akan dibuat bahan peledak dengan mencampur antara Nitrogliserin (NG, mencampur antara Nitrogliserin (NG, CC33HH55NN33OO99) dengan Ammonium Nitrate (AN, ) dengan Ammonium Nitrate (AN, NHNH44NONO33). Berapa % NG dan berapa % AN ). Berapa % NG dan berapa % AN yang dicampur ?yang dicampur ?

2)2) AN di campur FO ditambah serbuk AN di campur FO ditambah serbuk almunium. Berapa % : AN, FO, dan Al ?almunium. Berapa % : AN, FO, dan Al ?

3)3) Akan dibuat dynamit, dengan komposisi : Akan dibuat dynamit, dengan komposisi : AN dicampur NG dan SG Pulp. Berapa % : AN dicampur NG dan SG Pulp. Berapa % : AN, NG, dan SG Pulp ? AN, NG, dan SG Pulp ?

Adapun reaksinya adalah sebagai berikut : Adapun reaksinya adalah sebagai berikut :

1)1) 2 C2 C33HH55NN33OO9 9 + NH+ NH44NONO33 6 CO 6 CO2 2 + 7 H+ 7 H22O+ 4 NO+ 4 N22 + 0 + 022

(NG)(NG) (AN)(AN)

2)2) 2 Al2 Al + 6 NH+ 6 NH44NONO33 + CH + CH2 2 13 H 13 H22O + COO + CO2 2 + 6 N+ 6 N22 + Al + Al22OO33

(Al)(Al) (AN)(AN) (FO) (FO)

3)3) 11 NH11 NH44NONO3 3 + 2 C+ 2 C33HH55NN33OO99 + C + C66HH1010OO55 12 CO 12 CO22 + 32 H + 32 H22O + 14 NO + 14 N22

(AN)(AN) (NG) (NG) (SG) (SG)

Kunci JawabanKunci Jawaban

1)1) NG = 85,02 % (digenapkan = 85 %) dan AN = NG = 85,02 % (digenapkan = 85 %) dan AN = 14,95 % (digenapkan = 15 %).14,95 % (digenapkan = 15 %).

2)2) Al = 9,854 %, AN = 87,591 %, dan FO = 2,554 %.Al = 9,854 %, AN = 87,591 %, dan FO = 2,554 %.

3)3) AN = 58,82 %, NG = 30,35 %, SG = 10,83 %AN = 58,82 %, NG = 30,35 %, SG = 10,83 %

Selamat Selamat Mengerjakan….Mengerjakan….

4_Zero Oxygen Balance ANFO_2015

Documents