RSS

Mengenal Batubara

23 Feb

CARA TERBENTUKNYA BATUBARA

Batubara terbentuk dengan cara yang sangat kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia dan keadaan geologi. Untuk memahami bagaimana batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan perlu diketahui dimana batubara terbentuk dari tumbuh-tumbuhan perlu diketahui dimana batubara terbentuk dan faktor-faktor yang akan mempengaruhinya serta bentuk lapisan batubara.

Tempat Terbentuknya Batubara

Ada 2 macam teori yang menyatakan tempat terbentuknya batubara, yaitu :

A. Teori Insitu
Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembenrtuk lapisan batubara terbentuknya ditempat dimana tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses transportasi, segera tertimbun oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran luas dan merata, kualitasnya lebih baik karena kadar abunya relatif kecil, Dapat dijumpai pada lapangan batubara Muara Enim (SumSel).B. Teori Drift
Teori ini menyatakan bahwa bahan-bahan pembentuk lapisan batubara terbentuknya ditempat yang berbeda dengan tempat tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian setelah tumbuhan tersebut mati, diangkut oleh media air dan berakumulasi disuatu tempat, segera tertimbun oleh lapisan sedimen dan mengalami proses coalification. Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran tidak luas tetapi dijumpai dibeberapa tempat, kualitasnya kurang baik karena banyak mengandung material pengotor yang terangkut bersama selama proses pengangkutan dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi. Dapat dijumpai pada lapangan batubara delta Mahakam Purba, Kaltim.

Faktor yang Berpengaruh

Batubara terbentuk dengan cara yang kompleks dan memerlukan waktu yang lama (puluhan sampai ratusan juta tahun) dibawah pengaruh fisika, kimia ataupun keadaan geologi. Faktor yang berpengaruh pada pembentukan batubara, yaitu :
a. Posisi Geotektonik
Merupakan suatu tempat yang keberadaannya dipengaruhi gaya-gaya tektonik lempeng. Posisi ini mempengaruhi iklim lokal dan morfologi cekungan pengendapan batubara maupun kecepatan penurunannya.
b. Morfologi (Topografi)
Morfologi dari cekungan pada saat pembentukan gambut sangat penting karena menentukan penyebaran rawa-rawa dimana batubara tersebut terbentuk.

c. Iklim
Kelembaban memegang peranan penting dalam pembentukan batubara dan merupakan faktor pengontrol pertumbuhan flora dan kondisi yang sesuai. Tergantung pada posisi geografi dan dipengaruhi oleh posisi geotektonik.

d. Penurunan
Dipengaruhi oleh gaya-gaya tektonik. Jika penurunan dan pengendapan gambut seimbang akan dihasilkan endapan batubara tebal.

e. Umur Geologi
Posisi geologi menentukan berkembangnya evolusi kehidupan berbagai macam tumbuhan. Dalam masa perkembangannya secara tidak langsung membahas sejarah pengendapan batubara dan metamorfosa organik. Makin tua umur batuan makin dalam penimbunan yang tejadi, sehingga terbentuk batubara yang bermutu tinggi. Tetapi pada batubara yang mempunyai umur geologi lebih tua selalu ada resiko mengalami deformasi tektonik yang membentuk struktur perlipatan atau patahan pada lapisan batubara.
f. Tumbuhan
Flora merupakan unsur utama pembentuk batubara. Pertumbuhan dari flora terakumulasi pada suatu lingkungan dan zona fisiografi dengan iklim dan topografi tertentu, merupakan faktor penentu terbentuknya berbagai type batubara.
g. Dekomposisi
Dekomposisi flora merupakan bagian dari transformasi biokimia dari organik merupakan titik awal untuk seluruh alterasi. Dalam pertumbuhan gambut, sisa tumbuhan akan mengalami perubahan baik secara fisik maupun kimiawi. Setelah tumbuhan mati, proses degradasi biokimia lebih berperan. Proses pembusukan (decay) akan terjadi oleh kerja mikrobiologi (bakteri anaerob). Bakteri ini bekerja dalam suasana tanpa oksigen menghancurkan bagian yang lunak dari tumbuhan seperti celulosa, protoplasma dan pati.
Dari proses diatas terjadi perubahan dari kayu menjadi lignit dan batubara berbitumen. Dalam suasana kekurangan oksigen terjadi proses biokimia yang berakibat keluarnya air (H2O) dan sebagian unsur karbon akan hilang dalam bentuk karbon dioksida (CO2), karbon monoksida (CO) dan methan (CH4). Akibat pelepasan unsur atau senyawa tersebut jumlah relatif unsur karbon akan bertambah. Kecepatan pembentukan gambut tergantung pada kecepatan perkembangan tumbuhan dan proses pembusukan. Bila tumbuhan tertutup oleh air dengan cepat, maka akan terhindar oleh proses pembusukan, tetapi terjadi proses disintegrasi atau penguraian oleh mikrobiologi. Bila tumbuhan yang telah mati terlalu lama berada di udara terbuka, maka kecepatan pembentukan gambut akan berkurang, sehingga hanya bagian keras saja tertinggal yang menyulitkan penguraian oleh mikrobiologi.

 

h. Sejarah sesudah pengendapan

Sejarah cekungan batubara secara luas bergantung pada posisi geotektonik yang mempengaruhi perkembangan batubara dan cekungan batubara. Secara singkat terjadi proses geokimia dan metamorfosa organik setelah pengendapan gambut

i. Struktur cekungan batubara

terbentuknya batubara pada cekungan batubara umumnya mengalami deformasi oleh gaya tektonik, yang akan menghasilkan lapisan batubara dengan bentuk tertentu.

j. Metamorfosa organik

Tingkat kedua dalam pembentukan batubara adalah penimbunan atau penguburan oleh sedimen baru. Pada tingkat ini proses degradasi biokimia tidak berperan lagi tetapi lebih didominasi oleh proses dinamokimia. Proses ini menyebabkan terjadinya perubahan gambut menjadi batubara dalam berbagai mutu. Selama proses ini terjadi pengurangan air lembab, oksigen dan zat terbang (seperti CO2, CO, CH4 dan gas lainnya) serta bertambahnya prosentase karbon padat, belerang dan kandungan abu. Perubahan mutu batubara diakibatkkan oleh faktor tekanan dan waktu. Tekanan dapat disebabkan oleh lapisan sedimen penutup yang sangat tebal atau karena tektonik.

Batubara merupakan suatu campuran padatan yang heterogen dan terdapat dialam dalam tingkat (grade) yang berbeda mulai dari lignit, subbitumine, antrasit. Berdasarkan atas kandungan zat terbang (volatil matter) dan besarnya kalori panas yang dihasilkan batubara dibagi menjadi 9 kelas utama.


Dalam perdagangan dikenal istilah Hard coal dan brown CoalHard Coal adalah jenis batubara yang menghasilkan gross kalori lebih dari 5.700 kcal/kg dan dibagi :
a. Kandungaan zat terbang (volatile matter) hingga 33 %, termasuk klas 1-5.
b. Kandungan zat terbang (volatile matter) lebih besar 33 %, termasuk klas 6-9.
 
Hard coal merupakan jenis batubara dengan hasil kalori yang lebih tinggi dibandingkan dengan bitumine / subbitumine dan lignit (brown coal).

Sifat batubara jenis Antrasit :
1. Warna hitam sangat mengkilat dan kompak
2. Nilai kalor sangat tinggi, kandungan karbon sangat tinggi.
3. Kandungan air sangat sedikit.
4. Kandungan abu sangat sedikit.
5. Kandungan sulfur sangat sedikit.
Sifat batubara jenis bitumine / subbitumine
1. Warna hitam mengkilat, kurang kompak.
2. Nilai kalor tinggi, kandungan karbon relatif tinggi.
3. Kandungan air sedikit.
4. Kandungan abu sedikit.
5. Kandungan sulfur sedikit.
Sifat batubara jenis lignit (brown coal) :
1. Warna hitam, sangat rapuh.
2. Nilai kalor rendah, kandungan karbon sedikit.
3. Kandungan air tinggi.
4. Kandungan abu banyak.
5. Kandungan sulfur banyak.
Sifat-sifat batubara dapat dilihat dengan analisa sebagai berikut :

a. Analisa Proksimate, terdiri dari :

1. Lengas (moisture) yang berupa lengas bebas (free moisture), lengas bawaan (inherent moisture), Lengas total (total moisture)
2. Kadar Abu (ash)
3. Carbon (Fixed carbon)
4. Zat terbang (volatile matter)
b. Analisa Ultimate, terdiri dari analisa unsur C, H, O, N, S, P dan Cl
c. Nilai kalor, terdapat 2 macam nilai kalor yaitu :

1. Nilai kalor net (net calorific value atau low heating value), yaitu nilai kalor pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan ujjud gas.

2. Nilai kalor gross (grosses calorific value atau high heating value), yaitu nilai kalor pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan ujud cair. Nilai kalor ini dinyatakan dalam cal/gram, Btu/lb atau Mj/kg.
d. Total sulfur

Sulfur atau belerang dalam batubara dapat dijumpai sebagai mineral pirit, markasit, calsium sulfat atau belerang organik yang pada saat pembakaran akan berubah menjadi SO2.
e. Analisa abu

Abu yang terjadi pada pembakaran batubara akan membentuk oksida-oksida sebagai berikut : SiO2, Al2O3, Fe2O3, TiO2, Mn3O4, CaO, MgO, Na2O, K2O. Abu inilah yang terutama akan secara padatan bercampur dengan klinker (pada industri semen) dan akan mempengaruhi kualitas semen.
f. Indeks gerus (Hardgrove Index)

Merupakan suatu bilangan yang dapat menunjukan mudah atau tidaknya batubara digerus menjadi bahan bakar serbuk. Makin kecil bilangannya makin keras keadaan batubaranya. Harga hardgrove index untuk batubara Indonesia berkisar antara 35-60.
g. Sifat batubara kaitannya dengan volatile matter
 
Sesuai dengan sifatnya, batubara umumnya dibagi atas 4 macam :

1. Antrasit, mengandung sedikit volatile matter
2. Bitumine, mengandung medium volatile matter
3. Lignit, mengandung banyak volatile matter
4. Gambut (peat).
Hubungan jenis batubara dan pembakaran :
Jenis
Volatile matter
Nyala
Suhu
Keterangan
Antrasit sedikit
Lebih panjang Relatif pendek
Tak disukai, walapun nilai kalor tinggi
Bitumine cukup Pendek
Tinggi
Disukai
Subbitumine banyak Lebih panjang
Relatif rendah
Tak disukai
Lignit banyak Relatif rendah
Tak disukai 
(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D)
Batubara merupakan salah satu jenis bahan bakar untuk pembangkit energi, disamping gas alam dan minyak bumi. Berdasarkan atas cara penggunaannya sebagai penghasil energi diklasifikasikan:

a. Penghasil energi primer dimana batubara yang langsung dipergunakan untuk industri, misalnya pemakaian batubara sebagai bahan bakar bunker (dalam industri semen dan pembangkit listrik tenaga uap), pembakaran kapur, bata, genting, bahan bakar lokomotif, pereduksi proses metallurgi, kokas konvensional, bahan bakar tidak berasap.

b. Penghasil energi sekunder dimana batubara yang tidak langsung dipergunakan untuk industri misalnya pemakaian batubara sebagai bahan bakar padat (briket), bahan bakar cair (konversi menajadi bahan bakar cair) dan gas (konversi menjadi bahan bakar gas), bahan bakar dalam industri penuangan logam (dalam bentuk kokas). Selain itu batubara dipergunakan bukan sebagai bahan bakar antara lain sebagai reduktor pada peleburan timah, pabrik ferro nikel, industri besi dan baja, pemurnian pada industri kimia (dalam bentuk karbon aktif), pembuatan kalsium karbida (dalam bentuk kokas atau semi kokas).Jenis Bahan Bakar

Jenis bahan bakar yang umum dipergunakan dalam industri adalah :

a. Bahan bakar gas : gas alam
b. Bahan bakar cair : minyak bumi
c. Bahan bakar padat : batubaraKetiga bahan bakar tersebut pada dasarnya terdiri dari :

1. Combustible Material
Yaitu bahan-bahan yang dapat dibakar atau dioksidasi oleh oksigen dari udara. Bahan tersebut pada umumnya terdiri dari : Fixed Carbon, Hidrocarbon Compounds, Sulfur, Nitrogen, Phospor, dll.

2. Non Combustible Material
Yaitu bahan-bahan yang tidak dapat dibakar atau dioksidasi oleh oksigen. Bahan ini tersisa dalam ujud padat yang disebut abu (ash) yang mengandung SiO2, Al2O3, Fe2O3, CaO dan Alkali dan ujud gas yang berbentuk H2O atau CO2.Bahan bakar batubara banyak mengandung non combustible materials dalam bentuk abu dan air, sedangkan bahan bakar minyak praktis tak mengandung non combustible materials kecuali kadang-kadang sedikit carbon dioksida. Kandungan non combustible materials dalam bahan bakar umumnya tak diingini karena akan menurunkan nilai bakar atau menurunkan suhu nyala.Terjadinya Impurities
 
Seperti diketahui batubara yang diambil dari hasil penambangan selalu mengandung bahan-bahan pengotor (impurities). Dikenal 2 jenis impurities yaitu inherent impurities dan eksternal impurities.

a. Inherent Impurities merupakan pengotor bawaan yang terdapat dalam batubara. Batubara yang sudah dicuci bersih (bentuk bongkah), ketika dibakar habis ternyata masih memberikan sisa abu. Pengotor bawaan ini terjadi bersama-sama pada waktu terjadi proses pembentukan batubara (ketika masih berupa gelly). Pengotor ini dapat berupa mineral seperti gypsum, anhidrit, pirit, silica, markasit dan dapat pula berbentuk tulang-tulang binatang (diketahui ada senyawa pospor dari hasil analisa abu).

b. External Impurities, merupakan pengotor luar yang berasal dari proses penambangan antara lain terbawanya lapisan penutup, kejadian ini sangat umum dan sulit dihindarkan khususnya pada kegiatan tambang terbuka.
 
(sumber: Batubara & Gambut, Ir. Sukandarrumidi, MSc. Ph.D)
 
Tinggalkan komentar

Ditulis oleh pada Februari 23, 2012 in Batubara, Materi Ilmu Tambang

 

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s

 
%d blogger menyukai ini: