Ket : fase liquid (l) tidak berpengaruh
14. BATU BARA
Bat u bara adal ah sisa t umbuhan dari j aman prasej arah yang t el ah berubah bent uk yang awal nya berakumul asi di rawa dan l ahan gambut . Bat u bara adal ah bahan bakar f osil yang dapat t erbakar. Bat u bara t erbent uk dari t umbuhan yang t elah t erkonsolidasi ant ara st rat a bat uan l ainnya dan diubah ol eh kombinasi pengaruh t ekanan dan panas sel ama j ut aan t ahun sehi ngga membent uk endapan-endapan t anah.
Penimbunan l anau dan sedimen lainnya, bersama dengan
pergeseran kerak bumi (dikenal sebagai pergeseran t ekt onik) mengubur rawa dan gambut . Ini seringkal i sampai ke kedal aman yang sangat dal am. Dengan penimbunan t ersebut , mat erial t umbuhan t ersebut t erkena suhu dan t ekanan yang t inggi. Kondisi t ersebut menyebabkan t umbuhan t ersebut mengal ami proses perubahan f isika dan kimiawi dan mengubah t umbuhan t ersebut menj adi gambut dan pada gilirannya, bat u bara. Pembent ukan bat ubara dimul ai sej ak
Carbonif erous Period (Periode Pembent ukan Karbon at au Bat u Bara) – dikenal sebagai zaman bat u bara pert ama – yang berl angsung ant ara 360 j ut a sampai 290 j ut a t ahun yang lal u. Mut u dari set iap endapan bat u bara dit ent ukan oleh suhu dan t ekanan sert a l ama wakt u pembent ukan, yang disebut sebagai ‘ mat urit as organik’ . Pada prosesnya yang pal ing awal , gambut berubah menj adi l ignit e (bat u bara muda) at au ‘ brown coal (bat u bara coklat )’ .
Gambar 14. 1
Bat u bara Muda(bat u bara cokl at )
Gambar 14. 2
Bat u bara at au karbon
Keduanya ini adal ah bat u bara dengan j enis mat urit as organik rendah. Dibandingkan dengan bat u bara j enis l ainnya, bat u bara muda agak l embut dan warnanya bervariasi dari hit am pekat sampai kecokl at -coklat an. Mendapat pengaruh suhu dan t ekanan yang t erus menerus sel ama j ut aan t ahun, bat u bara muda selanj ut nya mengal ami perubahan yang secara bert ahap menambah mat urit as organiknya sampai t ahap dimana bara muda berubah menj adi bat u bara ‘ sub- bit umen’ . Perubahan kimiawi dan f isi ka t erus berl angsung hingga sub- bit umen ini menj adi l ebih keras dan warnanya l ebih hit am dan
membent uk ‘ bit umen’ at au ‘ ant rasit ’ . Ant rasit adal ah t ahap akhir pembent ukan bat u bara.
a. Dimana Batu Bara Dapat Ditemukan?
Gambar 14. 3
Tempat Bat u Bara Didapat kan
Tel ah diperkirakan bahwa ada l ebih dari 984 mil yar t on cadangan bat u bara di sel uruh duni a. Hal ini berart i ada cadangan bat u bara yang cukup unt uk menghi dupi kit a sel ama l ebih dari 190 t ahun. Bat u bara berada di sel ur uh dunia – ia dapat dit emukan di set iap darat an di l ebih dari 70 negara, dengan cadangan t erbanyak di AS, Rusia, China dan India.
Sumber Daya
Sumber daya adal ah j umlah bat u bara yang dapat dit emukan di st at u endapan at au t ambang bat u bara. Ini t idak t ermasuk kel ayakan penambangan bat u bara secara ekonomis. Tidak semua sumber daya bat u bara dapat dit ambang dengan menggunakan t eknol ogi yang ada saat ini.
Cadangan
Cadangan dapat dit ent ukan dal am hal cadangan yang t el ah t erbukt i (at au t erukur) dan cadangan yang diperkirakan (at au yang t erindikasi). Cadangan yang diperkirakan memil iki t ingkat keyakinan yang l ebih rendah daripada cadangan yang t el ah t erbukt i.
Cadangan yang telah terbukti
Cadangan-cadangan t idak hanya dipert imbangkan unt uk sekedar dapat dit ambang namun j uga dapat dit ambang secara ekonomis. Hal ini berart i bahwa mereka mempert imbangkan t eknol ogi pert ambangan saat ini yang dapat digunakan dan t ingkat ekonomis dari penambangan bat u bara. Dengan demikian cadangan-cadangan yang t el ah t erbukt i akan berubah sesuai dengan harga bat u bara; j ika harga bat u bara t urun, maka cadangan yang t el ah t erbukt i akan berkurang.
Sement ara ini diperkirakan bahwa ada cadangan bat u bara yang cukup unt uk menghidupi ki t a sel ama 190 t ahun. Wal aupun demikian kenyat aan demikian masih dapat diperl uas dengan mel akukan sej uml ah pengembangan, t ermasuk : penemuan cadangan- cadangan baru mel al ui kegiat an ekspl orasi yang sudah berj al an; kemaj uan-kemaj uan dal am t eknik-t eknik penambangan, yang dapat memperol eh cadangan cadangan yang sebel umnya t idak bisa dicapai.
Semua bahan bakar yang berasal dari f osil akhirnya akan habis, ol eh karena it u pent ing sekali bagi manusia unt uk
mengkonsumsinya secara ef isien. Pengembangan-pengembangan pent ing t erus dilakukan unt uk penggunaan bat u bara secara ef isien sehingga dapat diperol eh energi yang l ebih banyak dari set iap t on bat u bara yang diproduksi.
Gambar 14. 4 Negara Produsen Bat u Bara
b. Menemukan Batu Bara
Cadangan bat u bara dit emukan mel alui kegiat an ekspl orasi. Proses t ersebut biasanya mencakup pembuat an pet a geol ogi dari daerah yang bersangkut an, kemudian mel akukan survai geokimia dan geof isika, yang dil anj ut kan dengan pengeboran ekspl orasi. Proses demikian memungkinkan diperol ehnya gambaran yang t epat dari daerah akan dikembangkan. Daerah t ersebut hanya akan menj adi suat u t ambang j ika daerah t ersebut memil iki cadangan bat u bara yang cukup banyak dan mut u yang memadai sehingga bat u bara dapat
diambil secara ekonomis. Set el ah mendapat kepast ian akan hal t ersebut , maka dimulail ah kegiat an penambangannya.
Pemilihan met ode penambangan sangat dit ent ukan ol eh unsur geol ogi endapan bat u bara. Saat ini, t ambang bawah t anah menghasil kan sekit ar 60% dari produksi bat u bara dunia, wal aupun beberapa negara penghasil bat u bara yang besar lebih menggunakan t ambang permukaan. Tambang t erbuka menghasil kan sekit ar 80% produksi bat u bara di Aust ral ia, sement ara di AS, hasil dari t ambang permukaan sekit ar 67%.
Gambar 14. 5 Kandungan Kel embaman Bat u Bara
c. Tambang Bawah Tanah
Ada dua met ode t ambang bawah t anah : t ambang room-and- pil l ar dan t ambang longwal l . Dalam t ambang room-and-pil l ar, endapan bat u bara dit ambang dengan memot ong j aringan ‘ ruang’ ke dal am l apisan bat u bara dan membiarkan ‘ pilar’ bat u bara unt uk menyangga at ap t ambang. Pil ar-pilar t ersebut dapat memil iki kandungan bat u bara l ebih dari 40% – wal aupun bat u bara t ersebut dapat dit ambang pada t ahapan selanj ut nya.
Penambangan bat u bara t ersebut dapat dil akukan dengan cara yang disebut ret reat mining (penambangan mundur), dimana bat u bara diambil dari pil ar-pil ar t ersebut pada saat para penambang kembali ke at as. At ap t ambang kemudian dibiarkan ambruk dan t ambang t ersebut dit inggal kan. Tambang l ongwal l mencakup penambangan bat u bara secara penuh dari suat u bagian l apisan at au ‘ muka’ dengan menggunakan gunt ing-gunt ing mekanis. Tambang l ongwal l harus dil akukan dengan membuat perencanaan yang hat i-hat i unt uk memast ikan adanya geol ogi yang mendukung sebel um dimul ai kegiat an penambangan. Kedal aman permukaan bat u bara bervariasi di
kedal aman 140-350m. Penyangga yang dapat bergerak maj u secara ot omat is dan digerakkan secara hidrol ik diperl ukan, dan ia menyangga at ap t ambang sel ama pengambil an bat u bara. Set el ah bat u bara diambil dari daerah t ersebut , at ap t ambang dibiarkan ambruk. Lebih dari 75% endapan bat u bara dapat di ambil dari panil bat u bara yang dapat memanj ang sej auh 3 km pada l apisan bat u bara.
Gambar 14. 6 Tambang Room dan Pil l ar
Keunt ungan ut ama dari t ambang room–and-pil lar daripada t ambang l ongwal l adalah t ambang roomand-pil l ar dapat mul ai memproduksi bat u bara j auh l ebih cepat , dengan menggunakan peral at an bergerak dengan biaya kurang dari 5 j ut a dolar (peral at an t ambang l ongwal l dapat mencapai 50 j ut a dol ar). Pemil ihan t eknik penambangan dit ent ukan ol eh kondisi t apaknya namun sel al u didasari ol eh pert imbangan ekonomisnya; perbedaan-perbedaan yang ada bahkan dal am sat u t ambang dapat mengarah pada digunakannya kedua met ode penambangan t ersebut .
d. Tambang Terbuka
Gambar 14. 7
Tambang permukaan
Tambang t erbuka – j uga disebut t ambang permukaan – hanya memil iki nilai ekonomis apabil a lapisan bat u bara berada dekat
dengan permukaan t anah. Met ode t ambang t erbuka memberikan proporsi endapan bat u bara yang l ebih banyak daripada t ambang bawah t anah karena sel uruh l apisan bat u bara dapat diekspl oit asi – 90% at au l ebih dari bat u bara dapat diambil .
Tambang t erbuka yang besar dapat mel iput i daerah berkil o- kil o met er persegi dan menggunakan banyak al at yang besar, t ermasuk: dragl ine (kat rol penarik) yang memindahkan bat uan permukaan; power shovel (sekop hidrol ik); t ruk-t ruk besar yang mengangkut bat uan permukaan dan bat u bara; bucket wheel excavat or (mobil penggal i serok); dan ban berj alan. Bat uan permukaan yang t erdiri dari t anah dan bat uan dipisahkan pert ama- t ama dengan bahan pel edak; bat uan permukaan t ersebut kemudian diangkut dengan menggunakan kat rol penarik at au dengan sekop dan t ruk. Set el ah l apisan bat u bara t erl ihat , l apisan bat u bara t ersebut digali, dipecahkan kemudian dit ambang secara sist emat is dal am bent uk j al ur-j al ur. Kemudian bat u bara dimuat ke dal am t ruk besar at au ban berj al an unt uk diangkut ke pabrik pengol ahan at au l angsung ke t empat dimana bat u bara t ersebut akan digunakan.
e. Pengolahan Batu Bara
Sepert i disebut kan dimuka, bat ubara adal ah mineral organik yang dapat t erbakar, t erbent uk dari sisa t umbuhan purba yang mengendap yang sel anj ut nya berubah bent uk akibat proses f isika dan kimia yang berl angsung sel ama j ut aan t ahun. Ol eh karena it u, bat ubara t ermasuk dal am kat egori bahan bakar f osil . Adapun proses yang mengubah t umbuhan menj adi bat ubara t adi disebut dengan pembat ubaraan (coal i f i cat i on).
Fakt or t umbuhan purba yang j enisnya berbeda-beda sesuai dengan j aman geol ogi dan l okasi t empat t umbuh dan berkembangnya, dit ambah dengan lokasi pengendapan (sediment asi) t umbuhan, pengaruh t ekanan bat uan dan panas bumi sert a perubahan geol ogi yang berl angsung kemudian, akan menyebabkan t erbent uknya bat ubara yang j enisnya bermacam-macam. Ol eh karena it u, karakt erist ik bat ubara berbeda-beda sesuai dengan lapangan bat ubara (coal f i el d) dan lapisannya (coal seam).
Dal am proses pembat ubaraan, mat urit as organik sebenarnya menggambarkan perubahan konsent rasi dari set iap unsur ut ama pembent uk bat ubara. Berikut ini dit unj ukkan cont oh anal isis dari masing - masing unsur yang t erdapat dal am set iap t ahapan pembat ubaraan.
Gambar 14. 7 Proses Terbent uknya Bat ubara (Sumber: Kuri-n ni Riyou Sareru Sekit an, 2004)
Tabel 14. 1 Cont oh Anal isis Bat ubara (daf based)
Dari t abel di at as dapat di ket ahui bahwa semakin t inggi t ingkat pembat ubaraan, maka kadar karbon akan meningkat , sedangkan hidrogen dan oksigen akan berkurang. Karena t ingkat pembat ubaraan secara umum dapat diasosiasikan dengan mut u at au kual it as bat ubara, maka bat ubara dengan t ingkat pembat ubaraan rendah -disebut pul a bat ubara bermut u rendah-- sepert i lignit e dan sub-bit uminus biasanya l ebih l embut dengan mat eri yang rapuh dan berwarna suram sepert i t anah, memil iki t ingkat kel embaban (moist ure) yang t inggi dan kadar karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya j uga rendah. Semakin t inggi mut u bat ubara, umumnya akan semakin keras dan kompak, sert a warnanya akan semakin hit am mengkilat . Sel ain it u, kel embabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan meningkat , sehingga kandungan energinya j uga semakin besar.
Gambar 14. 8
Hubungan Tingkat Pembat ubaraan - Kadar Unsur Ut ama
Bat u bara yang l angsung diambil dari bawah t anah, disebut bat u bara t ert ambang run-of -mine (ROM), seringkali memiliki kandungan campuran yang t idak diinginkan sepert i bat u dan l umpur dan berbent uk pecahan dengan berbagai ukuran. Namun demikian pengguna bat u bara membut uhkan bat u bara dengan mut u yang konsist en. Pengol ahan bat u bara – j uga disebut pencucian bat u bara (“ coal benif icat ion” at au “ coal washing” ) mengarah pada penanganan bat u bara t ert ambang (ROM Coal ) unt uk menj amin mut u yang konsist en dan kesesuaian dengan kebut uhan pengguna akhir t ert ent u.
Pengol ahan t ersebut t ergant ung pada kandungan bat u bara dan t uj uan penggunaannya. Bat u bara t ersebut mungkin hanya memerl ukan pemecahan sederhana at au mungkin memerl ukan proses
pengol ahan yang kompl eks unt uk mengurangi kandungan campuran. Unt uk menghil angkan kandungan campuran, bat u bara t erambang ment ah dipecahkan dan kemudian dipisahkan ke dal am pecahan dal am berbagai ukuran. Pecahan-pecahan yang l ebih besar biasanya diol ah dengan menggunakan met ode ‘ pemisahan media padat an’ . Dal am proses demikian, bat u bara dipisahkan dari kandungan campuran l ainnya dengan diapungkan dal am suat u t angki berisi cairan dengan gravit asi t ert ent u, biasanya suat u bahan berbent uk mangnet it t anah hal us. Set el ah bat u bara menj adi ringan, bat u bara t ersebut akan mengapung dan dapat dipisahkan, sement ara bat uan dan kandungan campuran l ainnya yang l ebih berat akan t enggel am dan dibuang sebagai l imbah. Pecahan yang l ebih kecil diol ah dengan mel akukan sej uml ah cara, biasanya berdasarkan perbedaan kepadat annya sepert i dal am mesin sent rif ugal . Mesin sent rif ugal adal ah mesin yang memut ar suat u wadah dengan sangat cepat , sehingga memisahkan benda padat dan benda cair yang berada di dal am wadah t ersebut . Met ode al t ernat if menggunakan kandungan permukaan yang berbeda dari bat u bara dan l imbah. Dal am ‘ pengapungan berbuih’ , part ikel -part ikel bat u.
Gambar 14. 9 Proses Pengol ahan Bat u Bara
Namun demikian, pent ing unt uk menj aga keseimbangan ant ara perhat ian t erhadap l ingkungan dan priorit as pembangunan ekonomi dan sosial . ‘ Pembangunan berkel anj ut an’ menggabungkan t iga hal dan didef inisikan sebagai: “ …pembangunan yang memenuhi kebut uhan saat ini t anpa mengkompromikan kemampuan dari generasi penerus unt uk memenuhi kebut uhanmereka sendiri” . Sement ara bat u bara memberikan kont ribusi yang pent ing bagi perkembangan ekonomi dan sosial di sel uruh dunia, dampak t erhadap lingkungan hidup merupakan suat u masalah.