Laporan Tetap Praktikum Analisis Batubara Penentuan Nilai Ketegerusan Hardgrove (HGI)
Disusun oleh : Kelompok 1 ANINDYTA MUNGGARANI A BAGAS OKTAIHZA H BAYU SAPUTRA BRILIANTINA ROSSA HARI HANAFIAH KRISNA DANAR JATI W MARWAN ADITYA S MIRANDA DWI CENDANI MUHAMMAD WALTIN MUHAMMAD FADJRIN ISMAILY NANDA SASTAMA
( 061440411920 061440411920 ) ( 061440411921 061440411921 ) ( 061440411922 061440411922 ) ( 061440411923 061440411923 ) ( 061440411924 061440411924 ) ( 061440411926 061440411926 ) ( 061440411927 061440411927 ) ( 061440411928 061440411928 ) ( 061440411929 061440411929 ) ( 061440411930 061440411930 ) (061640411931) (061640411931)
Dosen Pengajar : Ir. Sutini Su tini Pujiastuti Lestari, M.T Politeknik Negeri Sriwijaya Tahun Ajaran 2017 / 2018
Penentuan Nilai Ketergerusan Hardgrove ( HGI ) I.
TUJUAN PERCOBAAN Setelah melakukan percobaan, mahasiswa mampu : Menjelaskan pengertian dan peranan sifat fisik batubara Menentukan densitas batubara Menentukan indeks ketegerusan hardgrove dari batubara
II.
ALAT DAN BAHAN YANG DIGUNAKAN Alat :
1. Sieving Machine 2. Hardgrove Grindability Index Unit 3. Peralatan Penentuan Densitas Bahan : Batubara hasil preparasi sampel
III.
DASAR TEORI
Batubara merupakan mineral bahan bakar yang terbentuk sebagai suatu cebakan sedimenter yang berasal dari penimbunan dan pengendapan hancuran bahan berselulosa yang bersal dari tumbuh-tumbuhan. Bahan ini terpadatkan dan berubah karena adanya proses tekanan dan panas. Bentuk awal dari hasil penimbunan dan pemadatan ini adalah berupa gambut yang setelah mengalami tekanan dan panas akan berubah berturut-turut peat, lignit, sub-bittuminus, bittuminus, dan antrasit tergantung dari besarnya tekanan dan pemanasan yang dialami. Preparasi sampel batubara adalah mempersiapkan cuplikan sampel yang mewakili seluruh sampel asal untukl keperluan analisis. Sampel batubara yang akan dipreparasi ini berasal dari gross sampel yang telah disampling dengan jumlah tertentu sesuai untuk keperluan analisis. Preparasi sampel mencakup beberapa pengerjaan yang terdiri dari pengeringan, pengecilan ukuran butir, pengadukan sampel dan pembagian sampel. Pengeringan sampel dilakukan untuk mendapatkan kondisi tertentu sehingga dapat dilakukan penggerusan dan pembagian sampel tanpa kehilangan berat dan terkotori. Pengecilan ukuran butir dilakukan dengan cara pemecahan dan penggerusan bongkahan batubara sa mpai ukuran tertentu yang menjamin tidak akan merubah kualitas batubara tersebut. Pengadukan sampel dilakukan dengan cara mengaduk sampel untuk mendapatkan sampel yang homogen. Pembagian sampel dilakukan dengan cara mengurangi berat sampel dengan menggunakan alat pembagi sampel tanpa merubah ukuran butir sehingga diperoleh sampel yang mewakili seluruh sampel awal. Kualitas batubara adalah sifat fisika dan kimia dari batubara yang mempengaruhi potensi kegunaannya. Kualitas batubara ditentukan oleh maseral dan mineral matter penyusunnya, serta oleh derajat coalification (rank).Umumnya, untuk menentukan kualitas batubara dilakukan analisa kimia pada batubara yang diantaranya berupa analisis proksimat dan analisis ultimat. Analisis proksimat dilakukan untuk menentukan jumlah air (moisture), zat terbang (volatile matter), karbon padat (fixed carbon), dan kadar abu (ash), sedangkan analisis ultimat dilakukan untuk menentukan kandungan unsur kimia pada
batubara seperti : karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen, sulfur, unsur tambahan dan juga unsur jarang. Kualitas batubara ini diperlukan untuk menentukan apakah batubara tersebut menguntungkan untuk ditambang selain dilihat dari besarnya cadangan batubara di daerah penelitian. Batubara merupakan hasil dari akumulasi tumbuh-tumbuhan pada kondisi lingkungan pengendapan tertentu. Akumulasi tersebut telah dikenai pengaruh-pengaruh synsedimentary dan post-sedimentary. Akibat pengaruh-pengaruh tersebut dihasilkanlah batubara dengan tingkat (rank) dan kerumitan struktur yang bervariasi.Lingkungan pengendapan batubara dapat mengontrol penyebaran lateral, ketebalan, komposisi, dan kualitas batubara. Untuk pembentukan suatu endapan yag berarti diperlukan suatu susunan pengendapan dimana terjadi produktifitas organik tinggi dan penimbunan secara perlahanlahan namun terus menerus terjadi dalam kondisi reduksi tinggi dimana terdapat sirukulasi air yang cepat sehingga oksigen tidak ada dan zat organik dapat terawetkan. Ketergerusan merupakan sifat mudah-sulitnya batubara untuk diremuk atau digerus. Besar kecilnya nilai ketergerusan ini, dinyatakan dengan suatu indeks yang disebut Hardgrove Grindability Index atau HGI. Semakin kecil nilai HGI, berarti semakin sulit penggerusannya; dan begitu pula sebaliknya. Pertama-tama, sampel digerus dan diayak hingga ukuran tertentu, yaitu antara 1190~ 590µm. Setelah itu, 50g sampel dimasukkan ke dalam alat uji ketergerusan Hardgrove bersama dengan 8 buah bola. Setelah diputar sebanyak 60 kali, lalu diayak dengan ayakan 75µm (200 mesh). Undersize product (hasil lolos ayakan) yang diperoleh lalu ditimbang, dan disubstitusikan ke persamaan berikut: HGI = 13 + 6,93W dimana W adalah berat undersize product (dalam gram) pada ayakan 75µm. Hubungan antara ketergerusan dengan tingkat pembatubaraan: Nilai maksimum HGI untuk batubara Jepang, diperoleh pada batubara dengan kandungan karbon 86% (daf basis). Untuk batubara bituminus luar negeri (impor dari luar Jepang), nilai maksimumnya didapat pada kandungan karbon sekitar 90%. Secara umum, diketahui bahwa caking coal merupakan batubara yang paling mudah digerus, sedangkan brown coal atau lignite merupakan batubara yang paling susah digerus. Tentu saja hal ini tergantung pula kepada struktur batubara maupun banyaksedikit kandungan abunya. HGI umumnya dinyatakan dalam rentang bilangan antara 30~120. Untuk batubara yang dipakai pada pembangkit listrik (steam coal), batubara digerus terlebih dahulu menjadi partikel halus sebelum dimasukkan ke dalam boiler. Bila batubara terlalu keras, yang berarti nilai HGI kecil, maka akan menurunkan performa dari mesin penggerus (mill). Dengan kata lain, bila nilai HGI semakin rendah, maka diperlukan daya yang lebih besar bagi mesin penggerus. Ketergerusan batubara merupakan sifat fisik yang mencakup sifat-sifat lain seperti kekuatan, kekerasan dan kuat pecah. Nilai ketergerusan Hardgrove adalah angka yang menunjukan kemudahan batubara untuk digerus. Makin tinggi nilai ketergerusan batubara, makin mudah batubara itu digerus. Batubara yang paling mudah digerus adalah bituminus low volatile dan medium volatile bila dibandingkan dengan batubara bituminus jenis high volatile,subbitiminus dan antrasit. Sifat fisik batubara perlu diketahui untuk pegelolaan dan pengolahan. Pengelolaan adalah perlakuan batubara dari diambil dari alam sampai jadi bahan/ barang yang siap jadi. Pengelolahan adalah prosesyang berada dalam pengelolaan, bagaimana
mengolah batubara tersebut sampai jadi produk akhir. Batubara yang mengandung sedikit volatile ( abu terbang ) adalah batubara yang mudah digerus.
IV.
LANGKAH KERJA Prosedur percobaan dilaksanakan sebagai berikut : 1. Penentuan Nilai Ketegerusan Hardgrove. a. Preparasi Sampel untuk Pengujian Hardgrove Grindability Index
Memisahkan sebanyak 1000 gram sampel yang sudah berukuran 8 mesh, saring dengan menggunakan ayakan 14 mesh yang ditaruh di atas ayakan 28 mesh dengan menggunakan sieving machine selama 2 menit. Gerus sampel yang tertahan pada ayakan 14 mesh dan saring kembali seperti di atas. Melakukan penggerusan dan penyaringan berulang ulang sampai semua sampel lolos ayakan 14 mesh dan tertahan pada ayakan 28 mesh.
Mengeluarkan sampel yang tertahan pada ayakan 28 mesh, kemudian aduk sampai homogen, melakukan pembagian sampel dengan menggunakan riffle dan memisahkan sebanyak kurang lebih 120 gram, kemudian menyaring kembali pada ayakan 28 mesh untuk membersihkan debu dengan menggunakan sieving machine selama 5 menit. Contoh yang diperoleh siap untuk pengujian HGI. b. Penentuan nilai ketegerusan Hardgrove
Sampel batubara sebanyak 50 gram berukuran -14 +28 mesh digerus dalam alat Hargrove Grindability sampai 60 putaran. Hasil penggerusan diayak dengan saringan 200 mesh menggunakan alat rotap selama 10 menit. HGI dapat dihitung dari hasil penimbangan berat batubara yang lolos saringa 200 mesh, dengan mengkonversikan ke dalam kurva kalibrasi dari sampel standar.
2. Penentuan Densitas Batubara (ASTM D 167-73) a. Membuat larutan typol 0,1% dalam beaker glass. Larutan ini disimpan di dalam desikator, divakumkan sampai tidak ada gelembung udara di dalam dan di atas larutan typol. b. Piknometer diisi dengan larutan typol sampai lubang kapilernya terisi penuh, kemudian timbang (P). c. Sebagian larutan typol dipindahkan dari piknometer dengan memakai pipet sampai kira kira 1⁄2 bagian volumenya. d. 1 gram sampel ditimbang (sampel berukuran 60 mesh) dimasukkan ke dalam piknometer yang berisi typol 1⁄2 bagian volume dengan menggunakan corong kecil.
e. Memvakumkan piknometer yang berisi sampel dalam desikator. Apabila tidak ada gelembung udara dan batubara sudah turu semua ke dasar piknometer, isilah piknometer kembali dengan typol sampai berisi penuh dan timbang (W1). Perhitungan Hasil
−( − ) W : Berat sampel (g) W1 : Berat piknometer + typol + sampel (g) P : Berat piknometer + typol (g) Densitas =
V.
DATA PENGAMATAN Berat awal batubara : 50 gram Berat batu bara yang lolos 200 mesh : 2,44 gram
125
Berat lolos 200 mesh (y) 1,3278 2,0763 5,8188 9,5613 13,3038 17,0463
150
20,7888
HGI (x) 20 25 50 75 100
KURVA KALIBRASI 25
H S E 20 M 0 0 15 2 S O L O10 L T A R 5 E B 0 0
20
40
60
80 HGI
VI.
PERHITUNGAN
1. misal x = 20 maka y = 0,1497x – 1,6662 y = 0,1497(20) – 1,6662 y = 1,3278 2. misal x = 25 maka y = 0,1497x – 1,6662 y = 0,1497(25) – 1,6662 y = 2,00763 3. misal x = 50 maka y = 0,1497x – 1,6662 y = 0,1497(50) – 1,6662 y = 5,8188 4. misal x = 75 maka y = 0,1497x – 1,6662 y = 0,1497(75) – 1,6662 y = 9,5613 5. misal = 100 maka y = 0,1497x - 1,6662 y = 0,1497(100) – 1,6662
100
120
140
160
y = 13,3038 6. misal = 125 maka y = 0,1497x - 1,6662 y = 0,1497(125) – 1,6662 y = 17,0463 7. misal = 150 maka y = 0,1497x - 1,6662 y = 0,1497(150) – 1,6662 y = 20,7888
Pada praktikum data yang di dapat y = 2,44 gram maka berapa HGInya, nilai HGInya berada pada :
Nilai 2,44 gram berada di antara x(20) dan x(25)
Range x(20) sampai x(25) : 5 mm
Jarak dari x(20) sampai x(25) : 5 mm
Jarak dari x(20) sampai titik potong : 4,55 mm
Maka : Misal substtusikan y = 2,44 pada persamaan y = 0,1497x – 1,6662 2,44 = 0,1497x – 1,6662 2,44 + 1,6662 = 0,1497x x = 4,1062 / 0,1497 x = 27,4295 maka pada berat yang lolos 200 mesh = 2,44 . HGI nya ialah : 27,4295
VII. ANALISA DATA Pada percobaan yang telah dilakukan pada batubara ini adalah menguji sifat fisik batubara dengan melalui penentuan HGI ( Kadar Ketergerusan Hardgrove). HGI atau dengan kata lain Hardgrove Grindability Index mengukur index kekerasan batubara dengan ring dan ball mill khusus. Dari HGI ini didapatkan juga ketergerusan dimana ini merupakan sifat mudah-sulitnya batubara untuk diremuk atau digerus. Nilai HGI dari suatu batubara ini ditentukan juga oleh organic batubara seperti jenis mineral dan lain sebagainya. Pada percobaan ini menggunkan batubara berukuran mesh. Dimana dilakukan proses preparasi sampel terlebih dahulu baru selanjutnya ke proses HGI. Batubara ini harus diayak terlebih dahulu menggunakan sieving machine, hal ini bertujuan untuk menghilangkan debu-debu yang terkandung dalam batubara yang akan digunakan. Kadar debu ini juga akan mempengaruhi t ingkat ketergerusan batubara. Lalu batubara ini dimasukkan kedalam riffle guna untuk menghomogenkan batubara yang sudah diayak, hingga terdapat 2 bagian dengan massa yang akan diambil masing-masing ± 50 gram. Batubara setelah dilakukan proses preparasi sampel tersebut dimasukkan kedalam alat HGI, dimana terdapat ring dan ball khusus. Batubara dimasukkan kedalam wadah bersamaan dengan ball mill. Saat alat ini dinyalakan, prinsip kerja alat ini akan berkerja. Dimana alat ini memiliki prinsip; terdapat semangkuk penggilingan 9 wadah, stasioner besi cor dengan 8 bola baja dipoles, didorong oleh grinding cincin yang berputar secara otomatis, yang digerakkan oleh motor listrik. Kondisi alat HGI ini terdapat kekurangan, karena kehilangan 1 bola baja, dimana hal ini akan mempengaruhi tingkat ketergerusan pada batubara dan tumbukan yang terjadi pada bola baja ini tidak bagus. Dimana hasil dai proses HGI batubara akan terjadi perubahan luas permukaan akibat putaran tumbukan dari bola baja tersebut. Nilai HGI ini menunjukkan nilai kekerasan batubara. Nilai HGI berbanding terbalik dengan kekerasan batubara. Semakin tinggi nilai HGI, maka batu bara semakin lunak. Dan sebaliknya jika nilai HGI batubara tersebut semakin rendah maka batubara tersebut semakin keras. Batubara pada praktikum ini masih tergolong keras karena nilai HGI terendah adalah 0 dan tertinggi adalah 150. Untuk nilai HGI yang tinggi disebabkan karena sampel batubara masih banyak mengandung air dandiperkirakan masih bercampur dengan batuan d an pasir yang terdapatdi sungai. Kadar abu pada batubara juga mempengaruhi nilai HGI karena semakin tinggi kadar abu pada batubara maka semakin besar nilai HGInya. Jenis batubara yang terbentuk dengan tempat yang berbeda juga mempengaruhi kadar abu batubara. Jadi nilai HGI mempengaruhi kualitas batubara secara fisik. Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan kompak serta warnanya akan hitam mengkilat. Jadi nilai HGI batubara yang diperoleh sebesar ini adalah batubara jenis antrasit dan bersifat keras.
VIII. KESIMPULAN Dari praktikum yang telah dilakukan dapat disimpulkan bahwa : 1. Dari percobaan ini dapat diketahui nilai HGI pada batubara yang diuji ini adalah sebesar 27,4295 2. HGI merupakan index kekerasan batubara dengan ring dan ball mill khusus 3. Semakin tinggi kadar abu yang dimiliki batubara, maka semakin mudah tergerus batubara tersebut 4. Makin tinggi nilai HGInya maka termasuk sot coal, dan semakin tinggi maka peringkat batubara tersebut semakin rendah 5. Dari nilai HGI yang setelah dibandingkan dengan literature yang ada bahwa nilai HGI ini termasuk ke dalam batubara jenis antrasit
IX.
DAFTAR PUSTAKA khusnulbravo.blogspot.com/2014/02/praktikum-batubara-hgi.html https://www.scribd.com/document/259531658/HGI grupmining.blogspot.com/2014/06/penentuan-kualitas-batubara.
timorhauniarain.blogspot.com/2013/02/kualitas-batu-bara.html
X.
GAMBAR ALAT
Sieving Machine
Hardgrove Grindibility Index (HGI)
Neraca Analitik
