PROPOSAL KERJA PRAKTEK
PENGARUH MEDIA GERUS PENGGILINGAN TERHADAP
NILAI KALOR BAKAR BATUBARA
Diajukan sebagai persyaratan
Untuk kerja praktek
Disusun Oleh
:HOTDEN MANURUNG 12 306 058
JURUSAN TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI MEDAN
INSTITUT TEKNOLOGI MEDAN
I-1
BAB I PENDAHULUAN
1.1Latar Belakang
Untuk keperluan tertentu dibutuhkan material dengan ukuran dan karakteristik
tertentu yang disebut bulk. Bulk dengan ukuran tertentu umumnya disediakan
melalui proses penghancuran dan penggilingan. Akan tetapi, produk penggilingan
dengan ukuran yang sama belum tentu memiliki karakteristik yang sama sehingga
dibutuhkan suatu cara tertentu untuk menggilingnya (Sedarta, 2013).
Batubara, merupakan salah satu sumberdaya energi yang banyak digunakan dan
umumnya disediakan dengan cara-cara dan dalam ukuran tertentu. Selain
pencucian, proses penghancuran dan penggilingan adalah yang paling sering
dilakukan.
Menurut Sedarta dan Munthe (2013), proses penggilingan dapat mempengaruhi
bentuk dan ukuran butir. Rasio reduksi optimum hanya dicapai pada waktu
penggilingan < 90 menit. Selebihnya, semakin lama waktu giling partikel
berukuran kecil dapat menempel pada partikel lainnya dan akhirnya menyatu
membentuk partikel baru yang lebih besar yang disebut dengan sinter. Proses
sintering diduga akibat bertambahnya temperatur ruang remuk sehingga pori
partikel yang lebih besar semakin membuka. Selain ukuran butir mengalami
pembesaran, sifat partikel juga diperkirakan mengalami perubahan.
Penelitian ini direncanakan untuk menyelidiki pengaruh media gerus dan waktu
penggilingan terhadap partikel batubara berukuran kecil. Selain distribusi ukuran
dan bentuk butir, pengaruhnya terhadap nilai bakar batubara juga dipelajari.
Karena walaubagaimanapun juga, pada pemanfaatan batubara, selain sisa proses
penambangan dan pengolahan adalah terdapat batubara berukuran kecil, proses
aglomerasinya juga melalui proses penghalusan.
Temuan dari penelitian ini diharapkan dapat merupakan suatu terobosan alternatif
peningkatan kualitas batubara yang dapat disisipkan pada saat proses penyiapan
I-2
1.2Perumusan Masalah
Penelitian ini memiliki beberapa pertanyaan tentang upaya peningkatan kualitas
batubara pada saat proses penyiapan setelah proses penambangan sebelum dijual
(dikapalkan), namun yang paling utamnya adalah:
1. Apakah perbedaan media gerus dapat menghasilkan distribusi dan bentuk
butir batubara yang berbeda.
2. Apakah perbedaan media gerus dapat mempengaruhi kualitas bkar batubara.
3. Apakah perbedaan waktu giling juga turut mempengaruhi perubahan sifat –
sifat fisik dan kalor batubara.
1.3Maksud dan Tujuan 1.3.1 Maksud
Maksud dari penelitian ini adalah sebagi berikut :
1. Mendapatkan rekayasa teknologi pengolahan batubara yang lebih baik
2. Memahami dampak proses pengolahan terhadap kualitas batubara
3. Memahami pengaruh waktu proses terhadap kualitas batubara
1.3.2 Tujuan
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui dampak media gerus
terhadap distribusi ukuran butir dan nilai kalor bakar batubara
1.4Batasan Masalah
Walaubagaimanapun juga, penelitian ini memiliki beberapa keterbatasan,
diantaranya:
1. Batubara yang diteliti adalah yang telah tersedia di Pusat Penelitian
Teknologi Mieneral Bandung
2. Proses penggilingan dilakukan pada sebuah silinder horizontal berongga
dengan media gerus batang dan bola
3. Perbedaan karakteristik produk penggilingan diasumsikan sepenuhnya
I-3
1.5Output Penelitian
Output dari penelitian ini adalah :
1. Sebuah laporan penelitian untuk memenuhi salah satu sayarat kurikulum
di Jurusan teknik Pertambangan, Institut Teknologi medan
2. Sebuah bahan seminar yang akan dipresentasekan di Jurusan Teknik
pertambangan, FTM-ITM
3. Sebuah karya ilmiah yang akan dipublikasikan di Jurnal ilmiah
SAINTEK Institut Teknologi Medan
1.6Manfaat Penelitian
Terdapat beberapa manfaat dari penelitian ini, diantaranya:
1. Dipahaminya sistem kerja profesional PPTM didalam mengelola
laboratorium berbasis penelitian dalam bidang mineral
2. Memenuhi salah sayarat kurikulum di Jurusan Teknik Pertambangan
untuk menempuh study strata 1
3. Sebuah informasi awal bagi Laboratorium Jurusan Teknik Pertambangan
untuk pengusulan penelitian pendahuluan ataupun yang bersifat
pengembangan dalam rangka memenuhi kebutuhan pihak ketiga ataupun
pengembangan kurikulum Jurusan Teknik pertambangan
1.7Outcome
Outcome dari penelitian ini adalah :
1. Lebih memahami teknologi pengolahan batubara yang ada.
2. Sebagai awal penciptaan kerjasama antar lembaga (Institut Teknologi Medan)
dengan Puslitbang TekMIRA untuk pengembangan teknologi pengolahan
batubara.
3. Memahami dan mendapatkan data akurat tentang alat percobaan yang dapat
II-1
BAB 2 LANDASAN TEORI
2.1Pengertian dan Proses Pembentukan Batubara
Batubara merupakan batuan sedimen atau padatan yang dapat terbakar berasal
dari tumbu – tumbuhan berwarna cokelat – hitam dimana sejak pengendapannya
mengalami proses fisik dan kimai yang mengakibatkan terjadinya pengkayaan
kandungan carbonya (C), batubara terdiri dari unsur karbon (C), oksigen (O),
hidrogen (H), sulfur (S) dan lain – lain.
Proses pembentukan batubara :
1. Proses biokimia (tahap penggambutan) yaitu pembentukan gambut dari
prnghancuran tumbu – tumbuhan akibat dari aktivitas microbiologi
(bakteri anaerobic ( tanpa O2).
2. Proses thermodinamika (geokimia) yaitu tahap pembentukan batubara dari
gambut (peat) akibat peningkatan suhu, tekanan dan peranan waktu.
Gambar 2.1 Proses Pembentukan Batubara
Bahan utama tumbuhan yang mengahasilkan batubara yaitu celulosa (C6H10O5) Dengan reaksi sebagai berikut :
- 5(C6H10O5) C22H20O4 +3CH4 + 10H2O + 8CO2 + CO
2.2Penggunaan Batubara Untuk Berbagai industri
Batubara indonesai digunakan untuk berbagai industri seperti industri semen,
PLTU, kertas, briket dan lain – lain. Tabel 2.1 akan menunjukkan pengunaan
II-2
Tabel 2.1 Pemanfaatan Batubara untuk industri tahun 1998 - 2005
2.3 Komponen – komponen di Dalam Batubara
Batubara merupakan gabungan atau campuran dari beberapa macam zat yang
mengandung karbon, hidrogen dan oksigen dalam ikatan kimia bersama – sama
dengan sedikit sulfur dan nitrogen. Secara umum batubara terdiri dari :
- Air atau lengas (moisture)
- Abu (ash)
- Zat terbang (valtile matter)
- Karbon tertambat atau karbon padat (fixed karbon)
a. Air atau lengas
Air atau lengas kandungan air yang menenpel pada batubara baik
dipermukaan batubara (lengas bebas) maupn di dalam batubara (lengas
bawaan). Lengas bebas merupakan lengas yang terikat secara mekanik
dengan batubara baik pada permukaan batubara maupun pada retakan –
retakan batubara. Lengas bawaan merupakan lengas yang terikat secara
II-3
b. Abu
Abu batubara merupakan sisa organik yang terjadi setelah batubara
dibakar. Abu terdira dari inherent minal matter dan extranous mineral
matter. Inherent mineral matter yaitu unsur pengotor yang berhubungan
dengan proses pembentukan batubara atau tergabung dbesamaan saat
pembentukan batubara. Extraneous mineral matter yaitu pengotor batubara
yang berasal dari tana penutup batubara atau lapisna antar batubara.
c. Zat terbang
Bagian dari batubara yang mengup pada saat dipanaskan tanpa udara
(dalam tungku tertutup) dengan suhu 9000 – 9500 C. Zat terbang terdiri dari gas – gas yang mudah terbakar seperti H2, CO, dan CH4.
d. Karbon tertambat
Karbon yang terdapat pada batubara berupa zat padat.
2.4 Poses Penggilingan
Proses penggilingan terjadi saat terjadinya tumbukan antara media giling dan
ruang remuk berupa silinder berongga horizontal, dapat juga terjadi antara media
giling. Menurut kamus besar bahasa indonesia (KBBI) Media adalah salah satu
alat atau sarana yang terletak di antara dua belah pihak, pada kegiatan ini media
yang digunakan adalah ruang remuk berupa silinder berongga horizontal
dilengkapi batang baja dan bola.
2.4.1 Grinding
Alat penggerusan pada penggilingan batubara menggunakan ball mill, bowl mill,
vertical roller mill, roller mill, jet mill dan lain – lain (Barry and Golebioski,
2009) . Prosess penggerusan dilakukan sebagai lanjutan dari pereduksian primer
baik dengan jaw crusher, roll crusher dan hammer mill.
II-4
Pergerakan medaia gerus dalam tubling pada saat penggerusan dipengaruhi oleh
gerakan liners dan daya angkat (lifters) media gerus dalam tubling.
Liners yaitu terjadinya gesekan antara tubling dan media gerus yang bergerak
bebas. Lifters (daya angkat) yaitu putaran yang terjadi pada media gerus dan
tubling akibat dari putaran dari mesin penggerak. Proses penggerusan yang terjadi
dalam tubling dapat terlihat seperti gambar berikut, dimana material dan media
gerus mengikuti arah putaran atau gerakan tubling (King.R.P, 2000).
2.4.2 Kecepatan Kritis
Keseimbangan gaya dalam suatu rotasi dipengaruhi oleh :
a. Gaya Sentripugal
menggatikan rod. Penggerusan dengan dengan ball mill menggunakan tubling
yang diisi dengan bola baja (ball) sampai 40% volume tubling. Partikel pada
tubling dengan umpan 125 mm dan menghasilkan produk dengan ukuran
0,005mm. Namun ukuran produk sangat dipengaruhi oleh durasi penggerusan
selama berada dalam zona gerus. Kecepata rotasi optimum yaitu sekitar 75%
kecepatan kritis. Beberapa ball digolongkan dalam beberapa golonya yaitu ball
II-5
Gambar 2.5 Penampang melintang ball mill
Proses penggerusan pada ball mill
Gambar 2.6 Proses penggrusan pada Ball mill
Proses pengerusan dengan ball yaitu terjadinya tumbukan antara ball dengan
umpan pada dinding tubling, dengan demkian maka akan terbentuk retakan –
retakan pada umpan yang akan menghasilkan ukuran yang lebih kecil.
Penggerusan dengan ball mill mengahsilkan ukuran umpan yang lebih kecil hal
tersebut dipengaruhi oleh sifat fisik media gerusnya kemudian dipengaruhi oleh
proses yang terjadi saat pengrusan dimana ball dapat mengikuti pergerakan
tubling hingga ketinggian maksimal dan pada saat ball jatuh akan menghasilkan
ukuran partikel yang relatif lebih kecil (Pratical Action, 1993).
2.5.2 Rod Mill
Penggerusan dengan rod mill adalah salah satu jenis tubling dimana persentase
volumenya (30% – 40%) terisi dengan silinder baja. Penggerusan dengan rod mill
diterapkan dengan cara penggerusan basah dan kering, rod mill digunakan pada
prymary grinding sebelum dilanjutkan dengan ball mill. Ukuran umpan untuk rod
II-6
(Mineral Processing Milling; Practical Actoin). Ukuran panjang maksimum rod
adalah 6 – 7 m dan batasan panjang diameter tubling adalah 0,6 – 0,7 panjang
tubling. Rasio reduksi biasanya antara 15: 1 s.d. 20:1(Practical Actoin, 1993).
Gambar 2.7 Tampilan Rod Mill
Proses Penggerusan Pada rod Mill
Gambar 2.8 proses Penggerusan pada rod mill
Rod mill merupakan suatu media gerus pada proses pengolahan suatu bahan
galain. Proses penggerusan pada rod mill terjadi saat umpan berada antara rod
(silinder baja) dan tubling sehingga terjadi gesekan yang akan mereduksi ukuran
umpan. Waku penggerusan sangat mempengaruhi ukuran produk.
2.5.3 Penggerusan Dengan Turbomill
Turbomill salah satu media dalam penggerusan batubara yang dilengkapi dengan
rotor dan sebuah baja pendek sebagai penggerus. Kecepatan rotor dapat
ditingkatkan hingga 7,45m/s turbomilling sering digunakan dalam penggilingan
II-7
Gambar 2.7 Gambar sistematik torbomill
Barikut adalah beberapa hasil pengujian penggilingan dengan mengguanakan
batubara dari berbagai tempat untuk membandingkan diameter hasil penggilingan
dengan durasi penggilingan. Sampel 1 dari Freeport seam sampel 2 dari Pittsburgh
seam dan sampel 3 dari Tiger mine (Davis E.G, 1987).
Gambar 2.8 grafik perbandingan diameter dengan waktu
2.6 Aglomerasi
Aglomerasi identik dengan pengumpulan pada satu tempat yang sama. Secara fisis
II-8
menyatukan partikel-partikel kecil agar partikel lebih berat dan mudah
mengendap.Dalam arti luas aglomerasi adalah istilah yang mencakup semua
proses di mana partikel halus, terdispersi baik gas atau cairan, untuk membentuk
produk kasar.
Jadi Aglomerasi adalah suatu proses penggumpalan dari partikel-partikel yang
kecil atau halus menjadi partikel yang besar atau kasar. Koleksi partikel yang
dihasilkan disebut aglomerat (gumpalan) atau granul. Aglomerasi ini dapat
dilakukan pada ore/bijih, konsentrat, juga partikel-partikel yang telah mengalami
roasting. Untuk pekerjaan selanjutnya yang telah ditentukan. Produk / hasil dari
agglomerasi ini memperkuat sifat mekanis dari partikel yang mengalami
agglomerasi (K.Darcovich and Capes C.E, 1980).
2.7 Teknologi Batubara Bersih
2.7.1 Efesisensi penggunaan batubara
Efesiensi batubara merupakan reduksi utama batubara untuk mengurangi
kadungan karbon dioksida. Pereduksian ini bertujuan untuk peningkatan kualitas
batubara dalam penggunaan sebagai biomas, pembangkit listrik dan lain – lain.
Efesiensi rata – rata pada konsumsi energi batubara pada konverensi OECD
adalah 36% tahun 2002. Terdapat banyak pilihan dalam pengembangan dan
penggunaan pada pereduksian batubara. Pengahasil teknologi energi salah satunya
dengan mereduksi dan memancarkan CO2.
2.7.2 Penggunaan batubara bersih
Penggunaan batubara bersih dikembangkan untuk mencegah pembentukan SO2,
Nox dan partikel lainyang terbentuk ketika pembakaran batubara. Batubara bersih
merupakan pengembangan dari pencucian barubara baik untuk penggilingan dan
pembakaran. Pencucian batubara dapat mengurangi kandungan abu dan
meningkatkan energy perton. Pada banyak kasus pencucian juga mengurangi
II-9
2.7 Ukuran Ayakan
Untuk mentukan ukuran partikel terdapat beberapa cara, dimana salah satunya
adalah menggunakan ayakan. Pada penetuan ukuran butir dari hasil penggerusan
Rod digunakan standart ayakan yang umum digunakan (Telsmith INC: 2011)
Tabel 2.1 standar ukuran Ayakan menurut A.S.T.M
II-10
2.8 Persen Kurva Distribusi Ukuran Butiran
Hasil dari analisa ayakan umumnya digambarkan di dalam kertas semilogaritma,
yang dikenal sebagai kurva distribusi ukuran butiran. Diameter partikel butiran
digambarkan dalam sekala logaritma dan persentasi dari butiran yang lolos ayakan
tersebut. Dimana ordinat semilogaritma adalah persentase berat partikelnya yang
lebih kecil dari ukuran absisinya yang diketahui. Makin landai kurva distribusi,
makin rentang distribusinya; makin curam kurva, makin kecil rentang
distribusinya (Braja M Das, 1993). Ukuran berbutir kasar dideskripsikan
bergradadsi baik jika tidak ada partikel partikel ukurannya menyolok dalam suatu
rentang distribusi dan jika masih terdapat partikel-partikel yang berukuran sedang
secara umum tanah bergradasi baik diwakili oleh kurva distribusi yang cembung
dan mulus. Selain itu parameter-parameter besar yang didapat ditentukan dengan :
a. ukuran efektif
b. koefisien keseragaman
c. koefisien gradasi
Persen koefisien keseragaman dinyatakan sebagai berikut :
Cu =
D60 = diameter yang disesuaikan dengan 60% lolos ayakan
D10 = diameter yang bersesuaian dengan 10% lolos ayakan
Persen koefisien gradasi dinyatakan sebagai berikut :
Cc =
D30 = diameter yang bersesuaian dengan 30% lolos ayakan
Ukuran butir kasar dideskripsikan bergradasi baik, (a) jika ukurannya seragam
atau (b) jika tidak atau jarang terdapat partikel berukuran sedang. Ukuran partikel
digambar dengan kurva dengan skala logarimik sebagai absis. Jadi jika ada dua
II-11
berlainan. Kurva distribusi tidak hanya menunjukkan rentang (range) dari ukuran
butir yang dikandung ditanah. Pada jenis gradasi dapat dilihat dari grafik di bawah
ini
III-1
BAB III METODOLOGI
3.1Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah percobaan. Proses
percobannya dilakukan dengan memasukkan batubara kedalam ruang remuk
berupa silinder berongga horizontal. Produk penggerusan dianalisa mengunakan
ayakan dan mikroskop untuk mengetahui bentuk permukaan dan distribusi ukuran
yang dihasilkan.
3.2 Lokasi Penelitian
Penelitian ini dilakukan di Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi
Mineral dan BatuBara (Puslitbang TekMIRA) Jl. Jend. Sudirman 623
Bandung 40211, Jawa Barat Indonesia
3.3 Bahan Penelitian
Proses penelitian ini menggunakan bahan yang telah tersedia di laboratorium
Puslitbang TekMIRA Bandung
3.4 Peralatan Penelitian
Penelitian ini menggunakan alat gerus rod mill yang dilengkapi dengan silinder
baja sebagai alat penggerus bahan yang diamsukkan kedalam rod mill dan
mikroskop sebagai alap optis
3.5 Prosedur Penelitian
Prosedur percobaan yang dilakukan saat penelitian yaitu :
1. Mengambil bahan yang telah tersedia di laboratorium
2. Membagi batubara dalam 10 bagian yang sama.
3. Menghidupkan mesin dan menggerus umpan bagian I dengan media silinder
baja dua buah pada waktu 30 sekon.
4. Matikan mesin
III-2
6. Menimbang hasil penggerusan Rod Mill.
7. Menganalisa kandungan pengotor dan bentuk permukaan batubara di bawah
mikroskop.
8. Mengulangi percobaan 3 – 7 dengan interval waktu 30, 60, 90, 120 dan 180
sekon.
9. Melakukan prosedur 3 – 8 dengan menggunakan media giling ball mill.
10.Selesai.
3.6 Diagram Alir
Proses penelitian ini mempunyai kerangka utama yang dinamakan diagram alir,
berikut adalah diagram alir dari penelitian yang akan dilaksanakan.
III-3
3.7 Jadwal Pelaksanaan Kerja Praktek
Sesuai dengan surat permohonan yang kami ajukan maka kami Rencana
melakukan kerja praktek akan dilakukan selama kurang lebih satu bulan yaitu
dimulai dari tanggal 21 Agustus 2014 Sampai 21 September 2014, dengan
perincian kegiatan yang akan dilaksanakan sebagai berikut :
No Nama Kegiatan
Minggu ke-
I II III IV
1 Persiapan/Orientasi
2 Pengamatan Data
3 Pengumpulan Data
DAFTAR PUSTAKA
- Anonim, 2006, Pemanfaatan Batubara Untuk Industri, Direktorat Pembinaan dan Pengusahaan Mineral dan Batubara (DPPMB) dan Hasil Survei
Puslitbang Teknologi Mineral dan Batubara (tekMIRA), Bandung, Indonesia
- Barry JH and Golebiwski EA, 2009, Coal Grinding Options in Pyroprocessing Operation, conference Of Metalurgists, Sudbury Ontario
- Darcovich K. and Capes C.E, 1980, Surface Properties of Coal-Oil Agglomerates in the Floc Regime, Departement of Chemical Engineering,
University Of Ottawa, Ontario, Canada.
- Davis E.G, 1987, Fine Grinding of Coal by teh Turbomilling Process, United States Departement Of the Interior Berau Of Mines, United States
- King.R.P, 2000, Grinding, , Littleton
- M Das, Braja.1993. Mekanika Tanah Jilid I. Erlangga, Jakarta.
- Maurice C. F and Han K. N, 2003: Principles of Mineral Processing: Society for Mining Metallurgy and Exploration, Text Book, Inc United State of
America.
- Philibert C and Pdkanski J, 2005, Clean Coal Technologies, Text Book, International Energy technology Collaboration and Climate Change
Mitigation, OECD/IEA, France
- Practical Actoin, 1993, Mineral Processing Milling, The Schumacher Centre For Technologi & Development, , United Kingdom
- Sedarta, 2013, Pengaruh Metode Pengumpanan Terhadap Gradasi Ukuran Pada Hammer Mill, Institut Teknologi Medan, Medan, Indonesia
- Sedarta dan Munthe, 2013, Pengaruh Waktu Penggerusan Terhadap Gradasi Ukuran Butir Pada Rod mill, Institut Teknologi Medan, Medan, Indonesia
