ANALISIS PROKSIMAT BATUBARA

Analisis proksimate adalah analisis yang dilakukan untuk mengetahui kualitas batubara berdasarkan komponen batubara, seperti fixed carbon, total moisture, volatile matter, dan ash. Analisis proksimate diperlukan karena terkadang perbandingan dan klasifikasi batubara tidak melibatkan kelembaban atau kandungan air.

1. Komponen Batubara dan Basis Data

Berikut pengertian dari masing-masing komponen batubara:

Surface moisture:  air yang berada di permukaan batubara, menguap oleh suhu ruangan.

Air-dried moisture: air yang berada di dalam batubara, menguap apabila diberikan suhu 100 - 105 C. Untuk melakukan analisis terhadap air-dried moisture maka ukuran batubara harus dihaluskan hingga ukuran 212 m (ISO, BS, dan AS) atau 250 m (ASTM).

Total moisture: total air yang terkandung di dalam batubara, terdiri dari surface moisture dan air-dried moisture.

Ash: zat organik yang terdiri atas abu terbang (fly ash) sebesar 80% dan abu dasar (bottom ash) sebesar 20%.

Volatile mineral matter: volatile matter yang terkandung di dalam mineral, biasanya hanya sedikit.

Volatile organic matter: volatile matter yang terkandung di dalam bahan organik.

Volatile matter: gas non-water yang mudah menguap, terdiri atas volatile organic matter dan volatile mineral matter, dan menguap pada suhu 950 C.

Fixed carbon: banyaknya karbon yang terkandung dalam material sisa setelah volatile matter dihilangkan.

Berikut pengertian dari masing-masing basis data:

Dry mineral matter-free (dmmf): komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon dan volatile organic matter atau komponen batubara yang hanya terdiri dari pure coal. 

Dry ash free (daf): komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile organic matter, dan volatile mineral matter atau komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon dan volatile matter.

Dry (dry): komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile organic matter, volatile mineral matter, dan ash atau komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile matter, dan ash atau komponen batubara yang terdiri dari pure coal dan mineral matter.

Air-dried (ad): komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile organic matter, volatile mineral matter, ash, dan air-dried moisture atau komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile matter, ash, dan air-dried moisture.

As received (ar): Komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile organic matter, volatile mineral matter, ash, air-dried moisture, dan surface moisture atau komponen batubara yang terdiri dari fixed carbon, volatile matter, ash, air-dried moisture, dan surface moisture atau komponen batubara yang terdiri dari pure coal, mineral matter, dan total moisture.

Gambar 1. Komponen batubara dan basis data (Ward (1984) dalam Thomas (2020))

 

2. Konversi basis data

Batubara yang diterima dari lapangan diangin-anginkan dan ditimbang. Selisih berat batubara sebelum dan sesudah diangin-anginkan adalah surface moisture yang dilaporkan dalam basis data as received (a.r). 

Selanjutnya batubara dihaluskan, beberapa gram batubara yang sudah dihaluskan dipanaskan pada suhu 105-110 °C. Selisih berat batubara sebelum dan sesudah dipanaskan pada suhu 105-110 °C adalah air-dried moisture yang dilaporkan dalam basis data air dried (a.d). Selanjutnya batubara dibakar, sehingga menghasilkan abu yang dapat dilaporkan dalam basis data air dried (a.d) atau dry (dry). Selisih berat batubara sebelum dan sesudah dibakar adalah fixed carbon dan volatile matter yang dapat dilaporkan dalam basis data air dried (a.d) atau dry (dry). 

Beberapa gram batubara yang sudah dihaluskan lainnya dipanaskan pada suhu 950 °C. Sisa pemanasan adalah fixed carbon dan ash yang dapat dilaporkan dalam basis data air dried (a.d). Sedangkan selisih berat sebelum dan sesudah batubara dipanaskan pada suhu 950 °C adalah air-dried moisture dan volatile matter yang dilaporkan dalam basis data air dried (a.d).

Pelaporan basis data air dried (a.d) dapat dikonversi menjadi basis data as received (a.r), air dried (a.d), dry (dry), dry ash free (d.a.f), dan  dry mineral matter free (dmmf) dengan menggunakan berbagai persamaan seperti diperlihatkan pada Gambar 3. 

Gambar 2. Contoh kasus dalam basis data

Gambar 3. Faktor konversi basis data Thomas (2020)

Khusus untuk perhitungan mineral matter (MM), dapat menggunakan salah satu persamaan berikut: 

a. North America 

original Parr formula,

MM = 1.08A + 0.55S 

modified Parr formula, 

MM = 1.13A + 0.47Spyr + Cl 

b. United Kingdom

British Coal Utilisation Research Association formula, 

MM = 1.10A + 0.53S + 0.74CO2 − 0.36 

King–Maries–Crossley formula (revised by British Coal), 

MM = 1.13A + 0.5Spyr + 0.8CO2 − 2.8Sash + 2.8SSulf + 0.3Cl

d. Australia 

MM = 1.1A  

MM (%) adalah mineral matter, A (%) adalah ash, S (%) adalah total sulfur, Spyr (%) adalah pyritic sulfur, SSulf (%) adalah sulfate sulfur, Sash (%) adalah Sulfur dalam ash, Cl (%) adalah chlorine, dan CO2 (%) adalah carbon dioxide.

Referensi:

https://idhamds.wordpress.com/2008/09/15/moisture-batubara-bagian-1/

Kalkulator analisis proksimate dapat diakses di