Coal Benefication

MAKALAH

PENGANTAR PEMANFAATAN BATUBARA

PENGHILANGAN PENGGOTOR BATUBARA (COAL BENEFICATION)

Oleh:

KELOMPOK III

1. Edi Setiawan (1102405/2011)

2. Fajria An-najmi (1102402/2011)

3. James Andreas Manurung (1106897/2011)

4. Reynold Montana Pardosi (110332/2011)

Dosen Mata Kuliah: Dr. Rijal Abdullah, S.T, M.T

PROGRAM STUDI S-1 TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS NEGERI PADANG

2014

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa, karena atas berkat rahmat dan

hidayah-Nya tim penyusun dapat menyelesaikan Makalah yang berjudul

“Penghilangan Pengotor Batubara (Coal Benefication)” sebagai salah satu syarat

memenuhi tugas Mata Kuliah Pengantar Pemanfaatan Batubara pada Prodi S1

Teknik Pertambangan, Universitas Negeri Padang.

Pada kesempatan ini tim penyusun juga ingin menyampaikan rasa terimakasih

yang sebesar-besarnya kepada semua pihak yang telah memberikan bantuan serta

dukungan baik secara moril maupun material.

Segenap tim penyusun dengan segala keterbatasannya menyadari bahwa

masih banyak kekurangan dalam penyusunan makalah ini, oleh karena itu tim

penyusun menerima segala kritik dan saran yang sifatnya membangun dalam

penyempurnaan makalah ini. Akhir kata, tim penyusun berharap semoga makalah

ini dapat bermanfaat bagi pembaca dan dapat digunakan sebaik-baiknya.

Padang, September 2014

Tim Penyusun

ii

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR ............................................................................................ i

DAFTAR ISI ..........................................................................................................ii

DAFTAR GAMBAR ............................................................................................iii

DAFTAR TABEL ................................................................................................ iii

BAB I PENDAHULUAN

A. Latar Belakang ................................................................................................. 1

B. Identifikasi Masalah ......................................................................................... 2

C. Batasan Masalah .............................................................................................. 2

D. Rumusan Masalah ........................................................................................... 2

E. Tujuan Penulisan .............................................................................................. 2

F. Manfaat Penulisan ............................................................................................ 2

BAB II PEMBAHASAN

A. Batubara dan Persebarannya di Indonesia ....................................................... 4

B. Pengotor dalam Batubara (Impurities in Coal) ................................................ 5

C. Coal Benefication dan Tahapannya ................................................................. 7

BAB III PENUTUP

A. Kesimpulan .................................................................................................... 19

B. Saran ............................................................................................................ 200

DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................ 191

iii

DAFTAR GAMBAR

Gambar 1. Batubara Sub-bitumen Indonesia .......................................................... 4

Gambar 2. Distribution of Indonesia Coal (Geological Agency, 2010) ................. 5

Gambar 3. Skema Komposisi Batubara (Ward, 1984) ............................................ 5

Gambar 4. Mineral Matter (Pirit Kristalin) Tersebar dan Menyatu dalam Maseral

Batubara ............................................................................................... 6

Gambar 5. Coal Benefication Chain ....................................................................... 8

Gambar 6. Jaw Crusher .......................................................................................... 9

Gambar 7. Gyratory Cone Crusher ....................................................................... 10

Gambar 8. Stationary Screen ................................................................................ 10

Gambar 9. Moving Grizzly .................................................................................... 11

Gambar 10. Jig Washing ....................................................................................... 12

Gambar 11. Jig Tampak Samping pada Saat Suction ........................................... 13

Gambar 12. Jig Tampak Samping Saat Pultion .................................................... 13

Gambar 13. Dense Medium Separator .................................................................. 14

Gambar 14. Dense Medium Bath .......................................................................... 15

Gambar 15. Skema Cyclone .................................................................................. 15

Gambar 16. Skema dan Cara Kerja Dense Medium Cyclone................................ 16

Gambar 17. Skema Alat Flotation ........................................................................ 17

Gambar 18. Dryer Machine .................................................................................. 18

DAFTAR TABEL

Tabel 1. Perbedaan dan Jenis Alat Prymary serta Secondary Crushing ................. 9

1

BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Batubara adalah satu endapan sedimen tersusun atas unsur karbon (C),

hidrogen (H), oksigen (O), nitrogen (N), dan sulfur (S). Dalam proses

pembentukannya batubara diselipi batuan yang mengandung mineral. Bersama

dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor bagi batubara sehingga

dalam pemanfaatannya, kandungan kedua materi ini sangat berpengaruh. Dari

ketiga jenis pemanfaatan batubara, yaitu sebagai pembuat kokas, bahan bakar,

dan batubara konversi, pengotor ini harus diperhitungkan dan diupayakan

untuk dihilangkan karena semakin tinggi kandungan pengotor, maka semakin

rendah kandungan karbon, dan semakin rendah pula nilai panas (kalori)

batubara tersebut.

Proses penghilangan pengotor dalam batubara ini disebut pencucian

batubara (coal benefication atau coal preparation). Prinsip pencucian batubara

adalah memisahkan fraksi batubara yang mengandung ash tinggi (density-nya

tinggi) dari fraksi batubara yang mengandung ash rendah (density-nya relatif

kecil). Teknik atau cara pencucian dipilih terutama dipengaruhi oleh ukuran

fraksi batubara hasil penggerusan dengan crusher dan kandungan pengotor

dalam batubara itu sendiri. Batubara ukuran 0,5 mm sampai 30 mm biasanya

dibersihkan dengan cara dense medium separation, ukuran yang lebih kecil

dari 0,5 mm dibersihkan dengan cara froth floatation dan cyclone. Untuk

rentang ukuran fraksi yang lebih luas dapat dipakai jig washing, cara pencucian

yang paling tua, murah dan paling banyak dipakai. Batubara hasil pencucian

ini disebut washed coal atau clean coal.

Pencucian batubara penting selain sebagai upaya meningkatkan nilai

kalor batubara yang berimbas pada peningkatan harga jual, juga penting untuk

menurunkan biaya transportasi, memperkecil persoalan gas buangan, dan

menjadikan sifat kimia dan fisika batubara lebih homogen.

2

B. Identifikasi Masalah

Memberikan pemahaman yang baik mengenai teknik-teknik dan proses

dalam coal benefication penting dilakukan bagi seorang calon engineer

tambang. Pemahaman menyeluruh mengenai coal benefication sebagai upaya

peningkatan mutu dan harga jual batubara diharapkan akan memberi

kontribusi terhadap pertambangan batubara di Indonesia dan akhirnya turut

berkontribusi terhadap kemajuan pembangunan Indonesia.

C. Batasan Masalah

Karena keterbatasan waktu, biaya, dan kemampuan tim penyusun, maka

selanjutnya masalah yang akan dibahas terbatas mengenai coal benefication

sebagai upaya peningkatan mutu dan harga jual batubara.

D. Rumusan Masalah

Adapun rumusan masalah dalam makalah ini diajukan dalam bentuk

pertanyaan (questions) sebagai berikut:

1. Apa itu batubara? Bagaimana persebaran batubara di Indonesia?

2. Apa itu coal impurities? Bagaimana coal impurities terbentuk? Bagaimana

pengaruh coal impurities terhadap kualitas batubara?

3. Apa itu coal benefication? Seberapa perlu coal benefication dilakukan?

Bagaimana coal benefication dilakukan?

E. Tujuan Penulisan

Tujuan penyusunan makalah ini adalah untuk melengkapi Tugas Mata

Kuliah Pengantar Pemanfaatan Batubara dengan dosen pengampu Bpk. Dr.

Rijal Abdullah, S.T, M.T disamping dalam upaya pembelajaran dan

pengenalan mengenai coal benefication secara lebih mendalam.

F. Manfaat Penulisan

Manfaat yang diharapkan dari penulisan makalah ini adalah sebagai

berikut:

1. Manfaat Praktis

Bagi tim penyusun, seluruh rangkaian kegiatan penyusunan makalah

diharapkan dapat memantapkan pemahaman mengenai teknik-teknik dan

proses dalam coal benefication.

3

2. Manfaat Akademis

Bagi civitas akademika Universitas Negeri Padang, khususnya di

Teknik Pertambangan, makalah ini diharapkan dapat menjadi dokumen

yang berguna untuk dijadikan acuan pembelajaran.

4

BAB II

PEMBAHASAN

A. Batubara dan Persebarannya di Indonesia

Istilah batubara merupakan hasil terjemahan dari coal. Disebut batubara

karena dapat dibakar seperti halnya arang kayu (charcoal). Menurut Elliot

(1981), batubara ialah batuan sedimen yang secara kimia dan fisika adalah

heterogen yang mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen

sebagai unsur utama dan belerang serta nitrogen sebagai unsur tambahan. Zat

lain, yaitu senyawa anorganik pembentuk ash tersebar sebagai partikel zat

mineral terpisah-pisah di seluruh senyawa batubara. Beberapa jenis batubara

meleleh dan menjadi plastis apabila dipanaskan, tetapi meninggalkan suatu

residu yang disebut kokas. Batubara dapat dibakar untuk membangkitkan uap

dan dikarbonisasikan untuk membuat bahan bakar cair atau dihidrogenasikan

untuk membuat metan. Gas sistetis atau bahan bakar berupa gas dapat

diproduksi sebagai produk utama dengan jalan gasifikasi sempurna dari

batubara dengan oksigen dan uap atau udara dan uap.

Gambar 1. Batubara Sub-bitumen Indonesia

Batubara Indonesia umumnya berada pada perbatasan batubara sub-

bitumen dan bitumen berumur Tersier atau bahkan Tersier muda. Sampai

tahun 2010, dari hasil eksplorasi beberapa lembaga pemerintah dan kontraktor

tambang batubara telah diketahui bahwa sumber daya batubara Indonesia

jumlahnya sekitar 105.187 miliar ton dengan total cadangan 21.131 miliar ton.

Penyebaran batubara Indonesia dapat dilihat pada Gambar 2.

5

Gambar 2. Distribution of Indonesia Coal (Geological Agency, 2010)

B. Pengotor dalam Batubara (Impurities in Coal)

Di samping unsur-unsur karbon, hidrogen, oksigen, belerang, dan

nitrogen, di dalam batubara ditemukan pula unsur-unsur logam yang berasal

dari “pengotor” batubara, yaitu lapisan batuan yang terisisip dan terperangkap

di antara lapisan batubara.

Secara kimia, batubara tersusun atas tiga komponen utama, yaitu:

1. Air yang terikat secara fisika, dapat dihilangkan pada suhu sampai 105 oC

disebut moisture.

2. Senyawa batubara atau coal substance atau coal matter, yaitu senyawa

organik yang terutama terdiri atas atom karbon, hidrogen, oksigen, sulfur,

dan nitrogen.

3. Zat mineral atau mineral matter, yaitu senyawa anorganik yang merupakan

pengotor dalam batubara.

Gambar 3. Skema Komposisi Batubara (Ward, 1984)

6

Gambar 4. Mineral Matter (Pirit Kristalin) Tersebar dan Menyatu dalam

Maseral Batubara (Dok. Komang Anggayana & Agus Haris W.)

Keberadaan moisture dan mineral matter dalam batubara menurunkan

nilai fixed carbon sehingga menurunkan nilai kalor batubara. Oleh sebab itu,

moisture dan mineral matter perlu diminimalisir melalui proses coal

benefication.

1. Moisture

Dalam batubara, moisture paling sedikitnya terdiri atas satu senyawa

tunggal. Wujudnya dapat berbentuk air yang mengalir dengan cepat,

senyawa teradsorpsi, atau senyawa yang terikat secara kimia.

Moisture didefinisikan sebagai air yang dapat dihilangkan bila

batubara dipanaskan sampai 105 oC. Di dalam standar ASTM, moisture

terbagi atas moisture bawaan (inherent moisture) dan moisture permukaan

(surface moisture). Moisture bawaan menyatakan banyaknya kandungan

air yang mengisi pori-pori kapiler batubara, sedangkan moisture

permukaaan menyatakan banyaknya air yang teradsorpsi pada saat saat

batubara ditambang dan diproses.

Moisture permukaan (free atau surfaace moisture) dapat dihilangkan

dengan cara batubara diangin-anginkan. Batubara hasil dari proses ini

disebut dalam kondisi air dried (kering udara).

Moisture bawaan ditentukan besarannya dengan cara air dried sample

dipanaskan di dalam tungku pada suhu 105 – 110 oC. Batubara hasil dari

proses ini disebut dalam kondisi air dried basis.

2. Mineral Matter

Mineral matter terdiri atas komponen-komponen yang dapat

dibedakan secara kimia dan fisika. Mineral matter (zat mineral) terdiri dari

ash dan zat anorganik yang mudah menguap (anorganic volatile matter).

Apabila batubara dibakar akan terbentuk ash yang terdiri dari berbagai

7

oksida logam pembentuk batuan, sedangkan anorganic volatile matter

akan pecah menjadi gas karbondioksida (dari karbonat-karbonat), sulfur

(dari pirit), dan air yang menguap dari lempung.

Mineral matter adalah salah satu komponen utama dalam batubara,

oleh sebab itu tidak ada batubara yang benar-benar bebas ash dan sulfur.

Abu (ash) adalah bahan anorganik yang terkandung dalam batubara

sebagai pengotor, abu dapat berupa abu bawaan (abu yang terbentuk

bersamaan dengan terbentuknya batubara) atau extraneous ash (abu

material anorganik yang terbawa pada saat proses penambangan). Abu

batubara umumnya berkomposisi SiO2, Al2O3, TiO2, Fe2O3, CaO, MgO,

Na2O, dan K2O. Kadar abu (ash content) ditentukan dengan membakar

sampel batubara di dalam tungku bersuhu 815 oC yang diiringi dengan

pengaliran udara secara lambat.

Selain kadar ash, kandungan sulfur juga penting sebagai parameter

dalam penggunaan batubara sebagai bahan bakar. Kandungan sulfur dalam

batubara dapat berupa:

a. Sulfur organik yang terikat dalam rantai hidrokarbon dan terbentuk

bersama dengan proses pembentukan batubara.

b. Sebagai mineral sulfida dalam komponen anorganik, umumnya berupa

pirit.

c. Sebagai mineral sulfat, umumnya besi atau kalsium sulfat dan

merupakan hasil oksidasi mineral sulfida.

Kandungan sulfur dalam batubara dapat ditentukan di laboratorium dengan

Eschka method dan high temperatur method.

C. Coal Benefication dan Tahapannya

Coal benefication adalah suatu proses untuk menaikkan kualitas batubara

dengan cara mengurangi kadar abu dan belerang, berdasarkan perbedaan sifat

fisik antara batubara dengan mineral matter. Tujuan coal benefication secara

umum antara lain:

1. Meminimalkan biaya transportasi.

2. Menghindari timbulnya masalah pada proses selanjutnya.

3. Untuk memenuhi persyaratan konsumen.

4. Untuk memenuhi persyaratan supaya tidak mengganggu lingkungan pada

saat dimanfaatkan.

8

Tahapan dalam coal benefication meliputi proses communition,

screening, washing, dan drying. Coal benefication chain diperlihatkan oleh

gambar di bawah ini.

Gambar 5. Coal Benefication Chain

Tahapan-tahapan dalam proses coal benefication dijelaskan lebih detail

sebagai berikut:

1. Communition (pengecilan ukuran)

Communition merupakan tahap penghalusan atau pengecilan ukuran

batubara melalui proses crushing dengan dibantu alat crusher. Pada tahap

ini sejumlah moisture batubara akan berkurang melalui proses evaporasi

atau penguapan.

Berdasarkan ukuran material masukan (feed) dan ukuran produk yang

diinginkan, crushing dibagi atas primary crushing dan secondary crushing.

Perbedaan antara keduanya dan pilihan alat yang dapat digunakan

ditunjukkan oleh Tabel 1 di bawah ini.

9

Tabel 1. Perbedaan dan Jenis Alat Prymary serta Secondary Crushing

Pada usaha coal benefication di Indonesia umum hanya melakukan

prymary crushing dengan pilihan alat jaw crusher atau gyratory crusher,

terkecuali jika batubara diperlukan untuk analisis laboratorium sehingga

perlu diperkecil lagi ukuran fraksinya dengan secondary crushing.

Spesifikasi dan cara kerja jaw crusher dan gyratory crusher dijelaskan

sebagai berikut:

a. Jaw Crusher

Jaw crusher terdiri dari dua pelat yang saling berhadapan

membentuk sudut kecil ke arah bawah yang dapat membuka dan

menutup rahang seperti rahang binatang (jaw), salah satu jaw diam

tertahan pada crusher frame (kerangka jaw crusher) disebut fixed jaw,

sedang yang satu lagi ditahan pada sumbunya dan dapat bergerak

sedikit mendekat dan menjauh pada fixed jaw disebut swing jaw.

Batubara (feed) akan masuk diantara kedua kedua jaw dan akan terjepit

hancur saat jaw mendekat dan akan dilepaskan pada saat jaw menjauh.

Gambar 6. Jaw Crusher

Klasifikasi Alat Feed

(Inch)

Product

(Inch)

Prymary

Crushing

a. Jaw Crusher 12 - 60 4 – 6

b. Gyratory Crusher

Secondary

Crushing

a. Gyratory Cone

Crusher

6 - 8 ½ - 3/8 b. Roll Crusher

c. Gravity Stamp Mill

d. Hammer Mill

10

b. Gyratory Crusher

Gyratory crusher dipakai untuk memecah batuan berbentuk

bongkah besar maupun kecil dan memiliki kapasitas lebih besar dari

jaw crusher. Pada gyratory crusher, penghancuran berjalan terus

menerus selama inner shell (dinding dalam) berputar pada as-nya.

Gambar 7. Gyratory Cone Crusher

2. Screening (Penyeragaman Ukuran)

Screening adalah pemisahan butiran-butiran secara mekanis

berdasarkan ukuran fraksi. Tujuan screening antara lain:

a. Mencegah material kasar masuk ke dalam tahap berikutnya.

b. Mencegah material kecil masuk kembali ke dalam crusher sehingga

efisiensi crusher meningkat.

c. Mendapatkan produk dengan ukuran tertentu sesuai permintaan pasar.

Berdasarkan cara kerjanya, screen atau ayakan dapat dibagi atas dua

macam, yakni:

a. Stationary screen

Saringan diam yang umum digunakan menyaring material berat dan

besar, biasanya terdiri dari susunan batang besi yang disebut grizzly atau

berbentuk kawat yang disebut sieve bend.

Gambar 8. Stationary Screen

11

b. Moving screen

Saringan dengan permukaan saringan yang bergerak sehingga

terjadi kontak antara screen surface dengan batubara. Jenis-jenis

moving screen dapat berupa moving grizzly, revolving screen, shaking

screen, dan vibrating screen. Pada permukaan moving screen sengaja

dibuat miring supaya material mudah bergerak.

Gambar 9. Moving Grizzly

Dari proses screening hasil yang diperoleh dikelompokkan sebagai

berikut:

a. Fraksi +125 mm atau tertahan pada pengayak berukuran 125 mm

digunakan untuk operasi kominusi.

b. Fraksi -125 mm atau lolos pada pengayak berukuran 125 mm

digunakan untuk operasi pencucian dengan alat jig.

c. Fraksi -125 mm +6 mm untuk operasi pencucian dengan alat dense

medium bath.

d. Fraksi -50 mm +0,5 mm untuk operasi pencucian dengan alat dense

medium separator.

e. Fraksi -0,5 mm untuk operasi pencucian dengan alat flotasi.

3. Washing coal (pencucian batubara)

Proses pencucian dapat menggunakan dua prinsip pemisahan, yaitu:

a. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan perbedaan

densitasnya. Batubara murni mempunyai densitas sekitar 1,3 sedangkan

pengotornya mempunyai densitas relatif di atas 2,2.

b. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan sifat

ketertarikan permukaannya terhadap air. Batubara mempunyai sifat

tidak tertarik terhadap air (hydrophobic), sementara pengotornya

bersifat tertarik terhadap air (hydrophilic).

12

Metode pencucian batubara yang umum dipilih dalam skala industri di

Indonesia, antara lain sebagai berikut:

a. Jig washing

Jig merupakan salah satu alat pemisahan yang berdasarkan

perbedaan berat jenis, bekerja secara mekanis yang menggunakan

adanya perbedaan kemampuan menerobos dari butiran yang akan

dipisahkan terhadap suatu lapisan pemisah (bed). Secara umum jig

merupakan suatu tangki terbuka yang berisi air dengan saringan

horizontal terletak pada bagian atasnya dimana terdapat lapisan

pemisah.

Tangki jig dilengkapi dengan lubang pengeluaran konsentrat

(spigot) pada bagian bawahnya. Di samping itu jig juga memiliki suatu

mekanisme penyebab terjadinya tekanan (pulsion) yang diimbangi

dengan pemakaian air tambahan.

Gambar 10. Jig Washing

Ketika terjadi pulsion maka bed akan terdorong naik, sehingga

batuan pada lapisan bed akan merenggang karena adanya tekanan.

Kesempatan ini dimanfaatkan oleh material berat untuk menerobos bed

masuk ke tangki sebagai refuse materials sedangkan material ringan

akan terbawa oleh aliran horizontal diatas permukaan bed dan akan

terkumpul sebagai clean coal. Pada saat terjadi suction, bed menutup

kembali sehingga material berat berukuran besar dan material ringan

berukuran besar tidak berpeluang masuk ke tangki. Material berat

berukuran besar akan mengendap diatas bed untuk menunggu

kesempatan pulsion berikutnya, sedangkan material ringan berukuran

besar akan terbawa aliran arus horizontal.

13

Gambar 11. Jig Tampak Samping pada Saat Suction

Gambar 12. Jig Tampak Samping Saat Pultion

b. Dense medium separator

Dense Medium Separator atau DMS merupakan alat pemisah

mineral dan batubara berdasarkan specific gravity (SG) yang dikenal

juga dengan proses sink and float (tenggelam dan terapung). Specific

gravity media yang digunakan untuk pemisahan DMS merupakan

specific gravity medium, yaitu terletak di antara specific gravity material

tenggelam dan material terapung. Media ini bercampur dengan air dan

untuk membentuk media ini digunakan magnetite atau ferrosilicon.

DMS digunakan untuk pemisahan batubara dengan syarat tidak boleh

ada material halus karena jika material ini bersatu dengan air akan

membentuk density yang tinggi dan lebih kental. Proses ini

menghasilkan dua produk, yaitu:

1) Sink product, batubara berat dengan density besar dan mengandung

banyak pengotor.

2) Float products, batubara ringan yang dikehendaki karena

mengandung sedikit pengotor.

14

Media pemisah yang dapat dipakai untuk dense medium separator

antara lain:

1) Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 – 2,20 ton/m3.

2) Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 – 3,40 ton/m3.

3) Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 – 2,90 ton/m3.

4) Larutan berat seperti tetra bromo ethana (BJ 2,96), bromoform (BJ

2,85), dan methylene iodida (BJ 3,32).

Gambar 13. Dense Medium Separator

Untuk pencucian batubara dengan ukuran fraksi besar (> 150 mm)

dengan volume besar dapat digunakan dense medium bath. Dense

medium bath menghasilkan tiga produk akhir yaitu batubara bersih,

reject, dan middling.

Di dalam bak di dense medium bath, batubara bersih akan terapung

dan mengalir menuju ke ujung pembuangan bak untuk kemudian

dikeluarkan. Setelah meninggalkan bak, media dipisahkan dari batubara

bersih dengan cara melewatkannya di atas pengayak drain lalu

disemprot dengan air untuk membilas sisa media yang masih tertinggal

sehingga diperoleh produk yang tidak terkontaminasi. Setelah

dipisahkan dan dibilas, batu bara bersih diremuk untuk memperoleh

ukuran sesuai dengan kebutuhan pasar. Material reject dibilas di

pengayak sebelum dibuang, agar media yang terbawa bisa diambil

kembali.

15

Gambar 14. Dense Medium Bath

c. Cyclone

Cyclone adalah alat untuk melakukan klasifikasi dengan

memanfaatkan gaya sentrifugal. Klasifikasi adalah proses pemisahan

partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media. Di

dalam cyclone, umpan akan terbagi menjadi dua bagian yaitu overflow

dan underflow. Overflow dikumpulkan pada sebuah tabung yang disebut

vortex finder yang letaknya di tengah menembus bagian atas cyclone.

Underflow dikeluarkan melalui sebuah lubang di ujung bawah kerucut.

Tempat keluarnya underflow dinamakan sebagai apex atau spigot.

Gambar 15. Skema Cyclone

Batubara memiliki berat jenis antara 1,35-1,5, sedangkan pengotor

atau reject memiliki spesific gravity sebesar 2,1-2,3. Siklon mampu

memisahkan batubara secara efektif sampai ukuran yang relatif kecil,

siklon juga dapat memisahkan batubara halus di dalam suspensi air pada

16

ukuran partikel 0–2 mm, alatnya disebut siklon klasifikasi (classifying

cyclone). Untuk pencucian batubara, jenis siklon yang digunakan adalah

siklon media berat (dense medium cyclone). Siklon ini menggunakan

media berat yang sama dengan yang dipakai di dalam bak media berat,

yaitu menggunakan media magnetit. Kedua alat ini sangat efisien dan

mampu membersihkan partikel batubara sampai ukuran 0,5 mm.

Gaya gravitasi pada cyclone sangat sedikit pengaruhnya

dibandingkan dengan gaya-gaya lain. Karenanya, cyclone dapat bekerja

hampir dalam segala posisi dan bahkan dapat dioperasikan secara

terbalik, yakni apex berada di atas. Gaya-gaya utama yang bekerja di

dalam cyclone adalah gaya sentrifugal dan gaya drag. Setiap partikel

yang ada dalam cyclone akan mengalami dua gaya yang saling

berlawanan arah tersebut. Gaya sentrifugal mengarah ke luar sedangkan

gaya drag mengarah ke dalam. Partikel besar akan mengalami gaya

sentrifugal yang lebih besar dibandingkan gaya drag sehingga akan

terlempar ke arah dinding, mengikuti arus spiral ke arah bawah dan

keluar melalui lubang apex sebagai underflow. Hal yang sebaliknya

terjadi pada partikel kecil, gaya sentrifugal tidak cukup kuat untuk

mendorong partikel ke arah luar sehingga bergerak di spiral dalam yang

bergerak ke atas dan keluar sebagai overflow.

Gambar 16. Skema dan Cara Kerja Dense Medium Cyclone

17

d. Flotation

Flotasi adalah suatu proses dimana padatan dan cairan atau zat

terlarut dibawa ke permukaan larutan dengan penggunaan gelembung

udara. Faktor–faktor yang mempengaruhi flotasi adalah ukuran

partikel, pH larutan, surfaktan, koagulan, laju udara, ukuran gelembung

udara, ketebalan lapisan buih, serta penambahan reagen kimia. Macam-

macam sel flotasi, yaitu agitation cell, sub aeration cell, pneumatic cell,

vacum and pressure cell, dan cascade cell.

Material dapat dibedakan atas hidrofobik (benci air) yang mudah

melekat pada gelembung udara dan hidrofilik (suka air) yang tidak

mudah melekat pada gelembung udara. Batubara merupakan partikel

hidrofobik, sedangkan pengotornya adalah partikel hidrofilik. Partikel–

partikel yang basah (hidrofilik) tidak mengapung dan cenderung tetap

berada dalam fasa air. Di lain pihak, partikel–partikel hidropobik

menempel pada gelembung dan naik ke permukaan, terpisah dengan

partikel hidrofilik.

Gambar 17. Skema Alat Flotation

4. Drying atau dewatering (pengeringan)

Proses pencucian batubara selalu menggunakan air sebagai media

untuk pemisahan dan pengangkutan. Sebelum dikirim ke konsumen, air

yang terdapat pada batubara harus dikurangi hingga tingkat tertentu.

Air dalam batubara menimbulkan beberapa kerugian diantaranya

mengurangi nilai kalor dalam batubara, mengurangi efisiensi karbonisasi

dalam pembuatan kokas, dan mengakibatkan terjadinya sticking dan

bridging. Oleh karena itu, tujuan proses dewatering adalah:

18

a. Mengambil kembali air dalam tailing dari hasil flotasi untuk digunakan

kembali (reuse water).

b. Mengambil padatan reject dalam tailing dari hasil flotasi.

c. Mengurangi jumlah kolam tailing (tailing pond).

Perlu diingat, air yang dapat dihilangkan pada tahap ini hanyalah free

moisture, bukan inherent moisture. Cara pengeringan dapat menggunakan

mesin atau tanpa mesin. Mesin untuk pengeringan batubara disebut dryer

machine. Dryer machine bekerja dengan cara mendorong penguapan air

sampai titik maksimal melalui pemberian uap panas pada batubara.

Gambar 18. Dryer Machine

19

BAB III

PENUTUP

A. Kesimpulan

Dari keseluruhan isi makalah, dapat disimpulkan bahwa:

1. Batubara ialah batuan sedimen yang secara kimia dan fisika adalah heterogen

yang mengandung unsur-unsur karbon, hidrogen, dan oksigen sebagai unsur

utama dan belerang serta nitrogen sebagai unsur tambahan.

2. Dalam proses pembentukannya, batubara diselipi batuan yang mengandung

mineral. Bersama dengan moisture, mineral ini merupakan pengotor bagi

batubara. Pengotor ini harus diperhitungkan dan diupayakan untuk

dihilangkan karena semakin tinggi kandungan pengotor, maka semakin

rendah kandungan karbon, dan semakin rendah pula nilai panas (kalori)

batubara tersebut.

3. Proses penghilangan pengotor dalam batubara ini disebut pencucian batubara

(coal benefication atau coal preparation). Prinsip pencucian batubara adalah

memisahkan fraksi batubara yang mengandung ash tinggi (density-nya

tinggi) dari fraksi batubara yang mengandung ash rendah (density-nya relatif

kecil).

4. Teknik pencucian batubara dipilih terutama dipengaruhi oleh ukuran fraksi

batubara hasil penggerusan dengan crusher dan kandungan pengotor dalam

batubara. Batubara ukuran 0,5 mm sampai 30 mm biasanya dibersihkan

dengan cara dense medium separation, ukuran yang lebih kecil dari 0,5 mm

dibersihkan dengan cara froth floatation dan cyclone. Untuk rentang ukuran

fraksi yang lebih luas dapat dipakai jig washing. Batubara hasil pencucian

ini disebut washed coal atau clean coal.

5. Pencucian batubara penting selain sebagai upaya meningkatkan nilai kalor

batubara yang berimbas pada peningkatan harga jual, juga penting untuk

menurunkan biaya transportasi, memperkecil persoalan gas buangan, dan

menjadikan sifat kimia dan fisika batubara lebih homogen.

20

B. Saran

Pencucian batubara merupakan kegiatan vital bagi industri penambangan

batubara. Untuk itu, pembangunan coal washing plant perlu direncanakan

bahkan sebelum kegiatan penambangan itu sendiri dimulai dan perlu

direncanakan sesuai data-data yang termutakhirkan. Selain itu, pencucian

batubara harus dilihat sebagai upaya pengurangan polusi lingkungan, sehingga

kegiatan ini perlu didukung dan diawasi pelaksanaannya.

Perlu juga diingat, batubara merupakan sumber daya yang tidak dapat

diperbarui. Untuk itu diperlukan kebijaksanaan dalam pengelolaan dan

pemanfaatannya. Penambangan yang dilakukan harus merupakan penambangan

yang berkelanjutan bukan sekadar penambangan sporadis.

21

DAFTAR PUSTAKA

Air Polution Control Division. 1998. Inspector Guidance Manual: Coal

Preparation Plants. Colorado: Stationary Sources Branch.

Arif Zulkifli. 2012. Pengolahan dan Pencucian Batubara atau Treatment and

Washing of Coal (www.bangazul.com, online, diakses pada 23 September

2014).

Direktorat Jenderal Mineral dan Batubara. 2014. Overview of Indonesia’s

Energy Sector and Recent Development in The Coal Sector.

Komang Anggayana. Handout Matakuliah Eksplorasi Batubara. Bandung: ITB.

Muchjidin. 2006. Pengendalian Mutu dalam Industri Batubara. Bandung:

Penerbit ITB.