23
BAB III TEORI DASAR
3.1 Pengertian Batubara
Batubara merupakan batuan yang lebih dari 50% - 70% berat volumenya merupakan bahan organik yang merupakan material karbon termasuk kandungan air didalamnya (inherent moisture). Bahan organik utamanya yaitu tumbuhan yang dapat berupa jejak kulit pohon, daun, akar, struktur kayu, spora, polen, damar dan lain-lain. Selanjutnya bahan organik tersebut mengalami berbagai tingkat pembusukan (dekomposisi), sehingga menyebabkan perubahan sifat-sifat fisik maupun kimia baik sebelum ataupun sesudah tertutup oleh endapan-endapan yang lainnya.
Batubara termasuk salah satu bahan bakar fosil, pengertian umumnya adalah batuan sedimen yang dapat terbakar, terbentuk dari endapan organik, utamanya adalah sisa-sisa tumbuhan dan terbentuk melalui proses pembatubaraan.
Komposisi kimia batubara hampir sama dengan komposisi jaringan tumbuhan, keduanya mengandung unsur utama yang terdiri dari unsur C, H, O, N, dan S.
Batubara juga adalah batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk.
Lokasi pembentukan batubara harus terlindung dari organisme-organisme perusak dan material organik terakumulasi dibawah kondisi anaerob (lingkungan bebas oksigen) umumnya berproduksi pada lingkungan air yang tenang seperti pada rawa, laguna dan danau. Tempat tersebutlah oksigen tidak dibutuhkan untuk
pembusukan dari tumbuh-tumbuhan, akibat adanya kelimpahan air ini diperlukan untuk menyeimbangkan dan melanjutkan pertumbuhan pembusukan tumbuhan menjadi lebih baik dari pembentukan material karbonat akibat bakteri anaerob tersebut. Air tanah harus berada atau dekat dengan permukaan karena batas akumulasi dari gambut berada disekitar batas penurunan airtanah atau daerah penurunan muka tanah (subsidence).
3.2 Teori Tempat Terbentuknya Batubara
Untuk menjelaskan tempat terbentuknya batubara, dikenal dengan 2 macam teori, yaitu :
1. Teori Insitu
Teori ini mengatakan bahwa bahan-bahan pembentuk lapisan batubara, terbentuknya di tempat tumbuh-tumbuhan asal itu berada. Dengan demikian maka setelah tumbuhan tersebut mati, belum mengalami proses transportasi segera tertutup oleh lapisan sedimen dan mengalami proses pembatubaraan (coalification). Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran luas dan merata, kualitasnya lebih baik karena kadar abunya relatif kecil.
2. Teori Drift (allochtonous)
Teori ini menyebutkan bahwa bahan-bahan pembentuk lapisan batubara terjadi ditempat yang berbeda dengan tempat tumbuhan semula hidup dan berkembang. Dengan demikian tumbuhan yang telah mati diangkut oleh media air dan berakumulasi disuatu tempat, tertutup oleh batuan sedimen dan mengalami
proses pembatubaraan (coalification). Jenis batubara yang terbentuk dengan cara ini mempunyai penyebaran yang tidak luas, tetapi dijumpai di beberapa tempat, kualitas kurang baik karena banyak mengandung material pengotor yang tertransportasi bersama selama proses transportasi dari tempat asal tanaman ke tempat sedimentasi.
3.3 Kelas dan Jenis Batubara
Berdasarkan tingkat proses pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu batubara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus, sub-bituminus, lignit dan gambut.
a. Antrasit adalah kelas batubara tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik, mengandung unsur karbon (C) relatif lebih tinggi daripada dengan kandungan air (H2O).
b. Bituminus mengandung relatih lebih rendah kandungan kabron (C) dibandingkan dengan antrasit dan kandungan air relatif lebih tinggi dibandingkan dengan antrasit.
c. Sub-bituminus mengandung sedikit karbon dan banyak air, oleh karenanya menjadi sumber panas yang kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.
d. Lignit atau batubara coklat adalah batubara yang sangat lunak yang mengandung relatif lebih banyak air melebihi sub-bituminus.
e. Gambut, berpori dan memiliki kadar air relatif lebih tinggi dibandingkan jenis batubara yang lain, serta memiliki nilai kalori paling rendah.
Klasifikasi batubara berdasarkan tingkat energinya dibagi menjadi 3 jenis:
1. Batubara energi rendah ( low rank )
Batubara jenis ini meliputi sub-bituminus dan lignit. Lignit ditandai dengan kondisi fisik berwarna coklat dan sangant rapuh dengan nilai kalori rendah, kandungan air tinggi, kandungan abu tinggi, dan kandungan sulfur tinggi.
Nilai kalori lignit berkisar 1500 – 4500 Kcal/kg.
Subituminus ditandai dengan warna hitam mengkilat, struktur kurang kompak, mengandung sedikit karbon, nilai kalori lebih berkisar 4500 – 6000 Kcal/kg, memiliki kandungan air dan abu yang terbilang cukup tinggi.
2. Batubara energi sedang ( medium rank )
Batubara jenis ini yaitu bituminus. Ditandai dengan warna hitam yang lebih mengkilat bila dibandingkan dengan subituminus, memiliki kandungan karbon yang relatif lebih rendah dibandingkan dengan antrasit, dan memiliki kandungan air yang lebih sedikit daripada subituminus.
3. Batubara Tingkat Tinggi ( high rank )
Batubara jenis ini meliputi meta antrasit, antrasit, dan semi antrasit.
Ditandai dengan warna hitam sangat mengkilat, struktur kompak, kandungan karbon sangat tinggi, nilai kalor sangat tinggi, kandungan air sangat sedikit, kandungan abu sangat sedikit, dan kandungan sulfur sangat sedikit. Nilai kalori antrasit lebih besar atau sama dengan 8.300 kcal/kg.
Sedangkan pengelompokan batubara oleh ASTM 1981 digambarkan oleh tabel 3.1.
27
Tabel 3.1
Klasifikasi Batubara oleh ASTM D388-84
Class Group
Fixed Carbon ,% , dmmf
Volatile Matter
Limits, % , dmmf Calorific Value Limits BTU per pound (mmmf) Equal or
Greater Than
Less Than
Greater Than
Equal or Less Than
Equal or Greater
Than
Less
Than Agglomerating Character
I Anthracite*
1.Meta-anthracite 98 - - 2 - - nonagglomerating
2.Anthracite 92 98 2 8 - - -
3.SemianthraciteC 86 92 8 14 - - -
II Bituminous
1.Low volatile bituminous coal 78 86 14 22 - - -
2.Medium volatilebituminous
coal 69 78 22 31 - - -
3.High volatile A bituminous
coal - 69 31 - 14000D commonly
4.High volatile B bituminous
coal - - - 13000D 14000 agglomerating**E
5.High volatile C bituminous
coal - - - - 11500 13000 -
- - - - 10500 11500 agglomerating
III
Subbituminous
1.Subbituminous A coal - - - - 10500 11500 -
2.Subbituminous B coal - - - - 9500 10500 -
3.Subbituminous C coal - - - - 8300 9500 nonagglomerating
IV. Lignite 1.Lignite A - - - - 6300 8300 -
1.Lignite B - - - - - 6300 -
28
Dari tabel 3.1 dapat dilihat beberapa peringkat dan grup dari batubara, dimana diharapkan keberadaan dari ASTM batubara ini terdapat kesesuaian pemakaian batubara dengan industri atau pemakai batubara dalam pemanfaatannya.
3.4 Sampling
Operasi pengambilan sebagian, yang banyaknya cukup untuk dianalisa atau diuji fisik, dari suatu yang besar jumlahnya, dimana contoh yang diambil mewakili keseluruhan karakteristik batubara.
Pengambilan sampel berperan dalam semua aspek teknologi batubara.
Salah satu contoh adalah penentuan kinerja batubara di pembangkit listrik dan penggunaan batubara di pabrik pengolahan bahan galian. Selain itu, fungsi dari pengambilan sampel batubara tidak hanya untuk menentukan sejauh mana sumber daya batubara tetapi juga untuk mengetahui kualitas batubara sehingga jumlahnya dapat ditentukan.
Unit sampling dan mesin untuk transfer sampel biasanya dirancang atau dipilih untuk melakukan tugas tertentu sesuai dengan prosedur yang dianjurkan baik standar nasional maupun internasional. tergantung pada kondisi di mana sampel batubara dikumpulkan, peralatan pengambilan sampel diperlukan untuk tujuan sebagai berikut:
1. Pengambilan sampel dari coal in situ : bertujuan untuk mengumpulkan data tiap seam batubara yang akan digunakan untuk membuat model kegiatan dalam preparasi batubara. Pengambilan sampel dilakukan dengan
menggunakan mesin bor yang disebut pemboran inti atau dengan membuat sumuran atau dengan membuat parit.
2. Pengambilan sampel dari material yang jatuh (falling stream) : hanya mungkin dilakukan pada aliran material berkapasitas kecil pada titik dimana aliran material jatuh kebawah. Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan ladle atau scoop.
3. Pengambilan sampel dari belt conveyor : cara yang baik karena contoh yang diambil disini mempunyai peluang yang sama untuk dianalisa.
Pengambilan sampel dilakukan dengan menggunakan square cutter.
4. Pengambilan sampel dari pemuatan batubara di kereta api, kapal, tongkang dan lain lain : Pengambilan sampel dapat dilakukan dari bagian atas tumpukan menggunakan scoop, dari bagian bawah pada saat batubara dikeluarkan dari alat angkut, dari aliran saat pemuatan atau pembongkaran, dari permukaan yang terbuka pada saat pembongkaran.
5. Pengambilan dari stockpiles atau tumpukan : pengambilan sampel dilakukan dengan metode yang sama dengan pengambilan sampel pada nomor 4.
Sampel batubara yang dikumpulkan adalah untuk mendapatkan jumlah yang mempunyai manfaat untuk penentuan kualitas batubara. Karena batubara yang sudah terberai terdiri dari beberapa fragmen yang memiliki variasi ukuran dan bentuk, hal tersebut diperoleh dari kuantitas total batubara yang menjadi sampel, dikenal sebagai increments. Increment adalah kuantitas total dari satu kali pengambilan sampel.
3.4.1 Metode Sampling
Untuk menunjang kegiatan sampling maka harus dibuat beberapa metode pengambilan sampling dilapangan. Adapun beberapa metode yang dapat dilakukan dilapangan yaitu :
1. Grab Sampling
Metode ini biasa dilakukan ditempat transportasi atau tempat penumpukan batubara. Pengambilan sampel diambil secara acak yang dianggap mewakili semua karakteristik.
2. Bulk Sampling
Metode sampling dengan cara mengambil material dalam jumlah besar, biasa dilakukan sebelum operasi penambangan untuk mengetahui kadar dari suatu blok bidang kerja.
3. Chip Sampling
Pengambilan sampel dari singkapan dengan menggunakan alat palu dan pahat. Metode ini digunakan dalam penyelidikan awal.
4. Channel Sampling
Pengambilan sampling dengan cara melakukan pembuatan alur dari bagian top sampai bottom seam.
3.5 Preparasi Batubara
Preparasi batubara yaitu suatu kegiatan penanganan batubara yang bertujuan untuk meningkatkan kualitas batubara dan mempersiapkan batubara untuk tujuan tertentu (Joseph W. Leonard, 9179). Sifat dan jumlah pengotor pada batubara sangat penting dalam perancangan dan pengoperasian peralatan yang akan memanfaatkan batubara sebagai sumber tenaga mesin atau bahan bakar.
Meskipun terkadang mesin (boiler) yang menggunakan tenaga dari batubara sudah dirancang untuk dapat menggunakan berbagai jenis batubara, namun boiler tidak akan melakukan sama baiknya dengan semua jenis batubara. Kebutuhan akan peningkatan kualitas batubara meningkat dengan sangat signifikan pada saat ini, penyebabnya adalah kualitas batubara yang menurun sehingga kebutuhan preparasi batubara ini meningkat. Preparasi batubara meliputi :
3.5.1 Pengecilan Ukuran ( Size Reduction )
Tujuan utama di tahap pengecilan ukuran ( size reduction ) adalah mengurangi ukuran sampel batubara dengan tujuan untuk memperluas permukaan batubara, sehingga mempermudah proses preparasi sampel batubara selanjutnya.
Faktor – faktor yang mempengaruhi size reduction diantaranya merupakan sifat fisik batubara, seperti kekerasan batubara, HGI, Abrasivity dan kandungan air batubara.
Contoh alat mekanis untuk melakukan pengecilan ukuran butir adalah : a. Jaw Crusher
b. Hammer Mill c. Swing Hammer Mill
3.5.2 Pencampuran ( Mixing )
Mixing / pencampuran adalah proses penggabungan dua atau lebih sampel batubara agar diperoleh sampel batubara yang homogen. Pencampuran dapat dilakukan dengan dua cara :
1. Metode manual: menggunakan riffle.
2. Metode Mekanis: menggunakan Alat Rotary Sample Divider ( RSD ).
3.5.3 Pembagian ( Dividing )
Merupakan proses pembagian untuk mendapatkan sampel yang representatif dari gross sampel tanpa memperkecil ukuran butir. Sebagai aturan umum, pengurangan sampel ini harus dilakukan dengan melakukan pembagian sampel. Pembagian dilakukan dengan metode manual (riffling atau metode increment manual) dan metode mekanis (Rotary Sample Divider).
3.5.4 Pengurangan Kadar Air
Pengurangan kadar air disini dimaksudkan agar pada saat analisa, hilangnya kadar air terkontrol. Faktor yang menentukan diperlukan atau tidaknya pengeringan udara adalah apakah batubara akan melewati peralatan pembagi sampel atau penggerus. Pengeringan dapat dilakukan dengan menggunakan oven.
3.6 Analisis Kualitas
Dasar melaporkan hasil analisis, untuk tujuan tertentu hasil analisis dilaporkan atas dasar yang berbeda sebagai berikut :
a. As Received (ar)
Hasil dari analisis batubara yang diambil dalam keadaan sebenarnya kondisi dilapangan dan mengikutsertakan keseluruhan total moisture (kadar air).
b. Air Dried Basis (adb)
Disini sampel yang akan dianalisa harus dikeringkan pada udara terbuka dengan cara asmpel ditebar tipis pada suhu ruangan, sehingga terjadi kesetimbangan dengan lingkungan ruangan laboratorium.
Dalam analisis ini mengikutsertakan Free Moisture.
c. Dry Basis (db)
Analisis ini dilakukan pada sampel yang telah bebas dari moisture (kadar air) dasar pelaporan batubara yang tidak mengikutsertakan Total Moisture (kadar air)
d. Dry Ash Free
Hasil dari analisis batubara yang tidak mengikutsertakan kadar air dan kadar abu. Dasar yang dipakai untuk menunjukan kondisi hipotesis dimana batubara terbebas dari kadar air dan abu.
e. Dry Mineral Matter Free
Dasar ini untuk menunjukan kondisi hipotesis dimana batubara tersebut terbebas dari semua air dan mineral matter.
Adapun konversi nilai dasar pelaporan analisis batubara seperti pada tabel 3.2.
Tabel 3.2
Konversi Nilai Dasar Pelaporan Analisis Batubara
Sumber : Astm D-3180
3.6.1 Kualitas Batubara
Batubara merupakan bahan baku pembangkit energi yang dipergunakan untuk industri. Mutu dari batubara akan sangat penting dalam menentukan peralatan yang dipergunakan.
1. Total Moisture (Kadar Air Total)
Kandungan air dalam batubara dikenal sebagai sifat lengas (moisture).
Kandungan lengas (moisture content), digolongkan sebagai lengas bebas (free moisture), yaitu lengas yang disebabkan oleh adanya kandungan air mekanika (air yang menempel pada butir batubara), lengas bawaan (inherent moisture),
yaitu lengas yang disebabkan oleh adanya kandungan air mineral (air yang merupakan bagian dari senyawa batubara/air yang terdapat dalam unsur batubara) dan lengas total (total moisture) yaitu jumlah total kandungan batubara yang merupakan penjumlahan dari free moisture + inherent moisture.
Jumlah lengas dalam batubara akan mempengaruhi penggunaan udara primer.
Batubara dengan kandungan lengas tinggi akan memerlukan lebih banyak udara primer untuk mengeringkan batubara tersebut agar suhu batubara pada saat keluar dari gilingan (mill) tetap, sehingga hasil produksi industri dapat dijamin kualitasnya. Lengas batubara ditentukan oleh jumlah kandungan air yang terdapat pada batubara. Kandungan air pada batubara dapat berbentuk kandungan air internal (air senyawa/unsur) yaitu air yang terikat secara kimiawi. Jelas air ini sulit dilepaskan atau dihilangkan tetapi dapat dikurangi, dengan cara memperkecil ukuran butir batubara. Jenis air yang kedua adalah air external (air mekanikal), yaitu air yang menempel pada permukaan butir batubara.
Makin luas ukuran butir batubara, makin luas jumlah permukaan butir secara keseluruhan, sehingga makin banyak pula air yang menempel.
Satu hal yang menguntungkan bahwa batubara mempunyai sifat hydrophobic, artinya apabila batubara telah dikeringkan maka batubara tersebut sulit menyerap air, sehingga tidak akan menambah jumlah air internal. Selama proses penimbunan di stockpile akan timbul panas yang mampu menguap air mekanikal yang menempel pada permukaan butir. Total moisture
didefinisikan sebagai semua moisture yang terdapat dalam batubara yang tidak terikat secara kimia dalam substansi batubara atau kandungan mineralnya (mineral matter).
Kandungan air dalam batubara harus diangkut, di-handling dan disimpan bersama-sama batubara. Kadar air akan menurunkan kandungan panas per kg batubara, dan kandungannya berkisar antara 0,5 hingga 10%. Pengaruh kandungan air pada batubara, yaitu :
Meningkatkan kehilangan panas, karena penguapan dan pemanasan berlebih dari uap.
Membantu pengikatan partikel halus pada tingkatan tertentu.
Membantu radiasi transfer panas.
2. Ash Content (Kandungan Abu)
Komposisi batubara bersifat heterogen, terdiri dari unsur organik (berasal dari tumbuh-tumbuhan) dan senyawa anorganik, yang merupakan hasil rombakan batuan yang ada di sekitarnya, bercampur selama proses transportasi, sedimentasi, dan proses pembatubaraan (coalification). Apabila batubara dibakar, senyawa anorganik yang ada diubah menjadi senyawa oksida yang berukuran butir halus dalam bentuk abu. Abu hasil pembakaran batubara ini, dikenal sebagai ash content (kandungan abu). Abu ini merupakan kumpulan dari bahan-bahan pembentuk batubara yang tidak dapat terbakar (non combustible materials), atau yang dioksidasi oleh oksigen. Apabila batubara ini dipakai untuk PLTU, abu yang ada akan terpisah menjadi abu dasar (20%)
yang terkumpul di dasar tungku dan abu terbang (80%) yang akan keluar melalui cerobong asap. Semakin tinggi kandungan abu dan tergantung komposisinya, akan mempengaruhi tingkat pengotoran udara apabila abu sampai terlepas ke atmosfer, menyebabkan pula terjadi keausan atau korosi pada peralatan yang dilaluinya.
Abu merupakan kotoran yang tidak akan terbakar. Kandungannya berkisar antara 5% hingga 40%. Pengaruh kandungan abu pada batubara, yaitu :
Mengurangi kapasitas handling dan pembakaran Meningkatkan biaya handling
Mempengaruhi efisiensi pembakaran dan efisiensi boiler Menyebabkan penggumpalan dan penyumbatan
3. Volatile Matter (Kandungan Zat Terbang)
Kandungan volatile matter, berkaitan dengan proses pembatubaraan. Akibat adanya overburden pressure, kandungan air dalam batubara akan berkurang, sebaliknya semakin mengecilnya kandungan air, calorific value akan meningkat. Pada saat yang bersamaan batubara akan mengalami proses devolatisation. Semua sisa oksigen, hidrogen, sulfur, nitrogen berkurang sehingga kandungan volatile matter mengecil.
Kandungan volatile matter mempengaruhi kesempurnaan pembakaran intensitas nyala api. Kesempurnaan pembakaran ditentukan oleh nilai fixed carbon. Semakin tinggi nilai fuel ratio, maka karbon yang tidak terbakar
semakin banyak. Hubungan antara fuel ratio, fixed carbon, dan volatile matter adalah sebagai berikut:
Kandungan zat terbang sangat erat kaitannya dengan kelas batubara tersebut, makin tinggi kandungan zat terbang makin rendah kelasnya. Pada pembakaran batubara, maka kandungan zat terbang yang tinggi akan lebih mempercepat pembakaran karbon padatnya dan sebaliknya zat terbang yang rendah lebih mempersukar proses pembakaran.
Bahan yang mudah menguap dalam batubara adalah metan, hidrokarbon, hydrogen, karbon monoksida, dan gas-gas yang tidak mudah terbakar, seperti karbon dioksida dan nitrogen. Bahan yang mudah menguap merupakan indeks dari kandungan bahan bakar bentuk gas didalam batubara. Kandungan bahan yang mudah menguap berkisar antara 20 hingga 35%. Pengaruh bahan yang mudah menguap pada batubara, yaitu:
Membantu dalam memudahkan penyalaan batubara.
Mengatur batas minimum pada tinggi dan volum tungku.
Mempengaruhi kebutuhan udara sekunder dan aspek-aspek distribusi.
Mempengaruhi kebutuhan minyak bakar sekunder.
4. Heating Value (HV) (Calorific Value/Nilai kalori)
Heating Value (HV) dinyatakan dalam kkal/kg, banyaknya jumlah kalori yang dihasilkan oleh batubara tiap satuan berat (dalam kilogram). Dikenal nilai kalori net (net calorific value atau low heatingcalorific value), yaitu
nilai kalori hasil pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan gas, dan nilai kalori gross (grosses calorfic value atau high heating value), yaitu nilai kalori hasil pembakaran dimana semua air (H2O) dihitung dalam keadaan wujud cair. Semakin tinggi nilai HV, makin lambat jalannya batubara yang diumpankan sebagai bahan bakar setiap jamnya, sehingga kecepatan umpan batubara (coal feeder) perlu disesuaikan. Hal ini perlu diperhatikan agar panas yang ditimbulkan tidak melebihi panas yang diperlukan dalam proses industri. Akibat selanjutnya akan memperpanjang masa pakai burner, wind box, pulvizer (alat penghancur/pembubuk), dan peralatan lainnya.
5. Fixed Carbon
Fixed carbon didefinisikan sebagai material yang tersisa, setelah berkurangnya moisture, volatile matter, dan ash. Makin berkurang kandungan air berarti moisture content makin kecil, nilai fixed carbon makin tinggi.
Fixed carbon merupakan bahan bakar padat yang tertinggal dalam tungku setelah bahan yang mudah menguap didistilasi. Kandungan utamanya adalah karbon tetapi juga mengandung hidrogen, oksigen, sulfur dan nitrogen yang tidak terbawa gas. Fixed carbon memberikan perkiraan kasar terhadap nilai panas batubara.
6. Ash Fushion Temperature
Batubara apabila dipanaskan bersama-sama terutama anorganik impurities akan melebur/meleleh. Apabila hal ini sampai terjadi akan berpengaruh pada tingkat pengotoran (fouling), pembentukan kerak (slagging), dan akan berakibat terjadinya gangguan pada operasi blower. Kadar abu dalam batubara tergantung pada banyaknya dan jenis mineral matter yang dikandung oleh batubara baik yang berasal dari inherent atau dari extraneous. Kadar abu relatif lebih stabil pada batubara yang sama. Oleh karena itu Ash sering dijadikan parameter penentu dalam beberapa kalibrasi alat preparasi maupun alat sampling. Semakin tinggi kadar abu pada jenis batubara yang sama, semakin rendah nilai kalorinya. Kadar abu juga sering mempengaruhi nilai HGI batubara. Kadar abu didalam penambangan batubara dapat dijadikan penentu apakah penambangan tersebut bersih atau tidak, yaitu dengan membandingkan kadar abu dari data geologi atau planning, dengan kadar abu dari batubara produksi.
3.7 Proses Operasional yang dapat mempengaruhi Kualitas Batubara Pada Stockpile
Pada saat pengambilan batubara dari stockpile, sering terjadi kontaminasi dengan fine coal ataupun material lain seperti kerikil, debu, atau material pengotor lainnya.
Batubara yang sudah terlalu lama di stockpile dapat mengalami penurunan kualitas dan menyebabkan turunnya performa batubara.
3.8 Manajemen Stockpile
Manajemen merupakan suatu proses perencanaan, pengorganisasian, pengkoordinasian dan pengontrolan sumberdaya untuk mencapai sasaran secara efektif dan efesien. Dimana efektif berarti bahwa tujuan dapat dicapai sesuai dengan rencana, dan efesien berarti bahwa tugas yang ada dilaksanakan secara benar, terorganisir dan sesuai dengan perencanaan. Dalam kaitanya dengan fungsi dari stockpile batubara sebagai tempat penimbunan sementara maka diperlukan sistem manajemen stockpile yang tepat. Penimbunan batubara merupakan salah satu tahapan dari kegiatan penanganan batubara, apabila sistem penimbunan kurang memadai maka dapat mengganggu kegiatan pembongkaran timbunan batubara di tempat penimbunan, terutama bagi batubara yang mudah terbakar dengan sendirinya. Sehingga dengan adanya upaya perbaikan manajemen timbunan, upaya menghindari gejala swabakar dan upaya menghindari dan mengatasi timbulnya genangan air, proses terjadinya swabakar dan genangan air pada penimbunan batubara dapat dicegah sekecil mungkin. Dalam proses penyimpanan diharapkan jangka waktunya tidak terlalu lama, karena akan berakibat pada penurunan kualitas batubara. Proses penurunan kualitas biasanya lebih dipengaruhi oleh proses oksidasi dan faktor alam.
Prinsip dasar pengelolaan stockpile batubara adalah penerapan sistem (first in first out) FIFO dimana batubara yang terdahulu masuk, harus dikeluarkan terlebih dahulu. Disamping itu ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam manajemen stockpile yaitu sebagai berikut :
1. kontrol temperature dan swabakar
2. kontrol terhadap kontaminasi dan housekeeping 3. kontrol terhadap aspek kualitas batubara
4. kontrol terhadap aspek lingkungan
Sumber : Penelitian Tugas Akhir
Gambar 3.1 Sistem FIFO
Stockpile Manajemen berfungsi sebagai penyangga antara pengiriman dan proses. Sebagai sediaan strategis terhadap gangguan yang bersifat jangka pendek atau jangka panjang.
Stockpile juga berfungsi sebagai proses homogenisasi dan atau pencampuran batubara untuk menyiapkan kualitas yang dipersyaratkan.
Disamping tujuan di atas di stockpile juga digunakan untuk mencampur batubara supaya homogenisasi bertujuan untuk menyiapkan produk dari satu tipe material dimana fluktuasi di dalam kualitas batubara dan distribusi ukuran disamakan.
Dalam proses homogenisasi ada 2 tipe yaitu blending dan mixing.
Blending bertujuan untuk memperoleh produk akhir dari dua atau lebih tipe batubara yang lebih dikenal dengan komposisi kimia dimana batubara akan terdistribusi secara merata dan tanpa ada lagi jumlah yang cukup besar untuk mengenali salah satu dari tipe batubara tersebut ketika proses pengambilan contoh dilakukan. Dalam proses blending batubara harus tercampur secara merata.
Sedangkan mixing merupakan salah satu tipe batubara yang tercampur masih dapat dilokasikan dalam kuantitas kecil dari hasil campuran material dari dua atau lebih tipe batubara.
Proses penyimpanan, biasa dilakukan:
Dekat tambang, biasanya masih berupa lumpy coal Dekat pelabuhan
Di tempat penggunaan batubara (pabrik, industri kecil, rumahan)
Untuk proses penyiapan diharapkan jangka waktunya tidak lama, karena akan berakibat pada penurunan kualitas batubara. Proses penurunan kualitas biasanya lebih dipengaruhi oleh proses oksidasi dan alam. Kualitas batubara menjelaskan mengenai parameter-parameter kualitas yang biasa diujikan terhadap batubara dan interpretasinya serta cara pengujiannya. Parameter kualitas batubara diantaranya adalah Basic Analysis (TM, Proximate, Sulfur, dan calorific value), dan parameter lainnya seperti ultimate hardgrove grindability index, ash analysis, dan ash fusion temperature. Manajemen stockpile menjelaskan mengenai bagaimana mengelola stockpile batubara dan mengontrolnya dengan baik.
Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam manajemen stockpile adalah sebagai berikut:
1. Pemantauan kuantitas (inventory) dan movement batubara di stockpile, meliputi recording batubara yang masuk (coal in) dan recording batubara yang keluar (coal out) di stockpile, termasuk recording batubara yang tersisa (coal balance).
2. Menghindari batubara yang terlalu lama di stockpile, dapat dilakukan dengan penerapan aturan FIFO (First in First out), dimana batubara yang terdahulu masuk harus dikeluarkan terlebih dahulu. Hal ini dimasudkan untuk mengurangi resiko degradation dan pemanasan batubara.
3. Mengusahakan pergerakan batubara sekecil mungkin di stockpile termasuk diantaranya mengatur posisi stock dekat dengan reclaimer, Monitoring efektivitas dozing di stockpile dengan maksud mengurangi degradasi batubara.
4. Pemantauan kuantitas batubara yang masuk dan keluar dari stockpile termasuk di antara kontrol temperatur untuk mengantisipasi self heating spocom.
5. Pengawasan yang ketat terhadap kontaminasi, meliputi pelaksanaan housekeeping dan inspeksi langsung adanya pengotor yang terdapat di stockpile.
6. Perhatian terhadap faktor lingkungan yang bias ditimbulkan dalam hal ini mencakup usaha, yaitu: control dust, penerapan serta pengawasan penggunaan spraying dan dust suppressant. Adanya tempat penampungan khusus (fine coal trap) untuk buangan / limbah air dari drainage stockpile.
Penanganan limbah batubara (remnant & spilage coal).
7. Tidak dianjurkan menggunakan area stockpile untuk parkir dozer, baik untuk keperluan maintenance dozer atau over shift operator. Kecuali dalam keadaan darurat dan setelah itu harus diadakan house keeping secara teliti.
8. Menanggulangi batubara yang terbakar di stockpile. Dalam hal ini penanganan yang dianjurkan sebagai berikut: melakukan spreading atau penyebaran untuk mendinginkan suhu batubara. Bila kondisi cukup parah, maka bagian batubara yang terbakar dapat dibuang. Memadatkan batubara yang mengalami self heating. Batubara yang mengalami self heating tidak diperbolehkan langsung diloading ke tongkang sebelum didinginkan terlebih dahulu. Untuk penyimpanan yang lebih lama bagian atas stockpile harus dipadatkan guna mengurangi resapan udara dan air ke dalam stockpile.
9. Sebaiknya tidak membentuk tumpukan batubara kerucut dengan bagian atas yang cekung. Hal ini dimaksudkan untuk menghindari swamp di atas stockpile.
10. Mengusahakan bentuk permukaan basement berbentuk cembung atau minimal datar. Hal ini berkaitan dengan kelancaran system drainage.
3.8.1 Pengaturan penyimpanan (Storage Management)
Pengaturan penyimpanan batubara sangat penting karena hal ini berkaitan dengan masalah pemeliharaan kuantitas dan kualitas batubara yang sudah ditumpuk di stockpile. Manajemen penumpukan dimulai dari pembuatan desain stockpile yang berorientasi terhadap pemeliharaan kuantitas dan kualitas serta
pada lingkungan. Berorientasi terhadap pemeliharaan kuantitas karena suatu pengaturan penyimpanan harus mempertimbangkan faktor kapasitas stockpile yang dapat semaksimum mungkin pada area yang tersedia tetapi tetap memperhatikan faktor kualitas dan lingkungan, sedangkan berorientasi pada pemeliharaan kualitas karena desain suatu stockpile harus mempertimbangkan faktor pengaturan kualitas yang efisien sehingga keperluan untuk pengaturan kualitas seperti blending, segregasi penumpukan yang didasarkan pada kualitas produk dan lain-lain.
3.8.2 Kapasitas penyimpanan Batubara
Kapasitas penyimpanan batubara di stockpile menentukan desain suatu stockpile. Stockpile yang berkapasitas kecil dengan batubara dengan kapasitas besar mungkin berbeda khususnya dalam penyiapan lahan dan preparasi lahan tersebut. Pada stockpile dengan kapasitas yang besar, dasar stockpile harus benar- benar kuat dan kokoh menahan beban yang besar. Kalau tidak, dasar stockpile tersebut akan turun di bagian tengah, dan juga akan ikut menurunkan batubara yang ada di atasnya. Dalam kondisi seperti itu akan terjadi kehilangan batubara di stockpile.
3.8.3 Kontrol Terhadap Kontaminasi & Housekeeping
Kontaminasi merupakan sesuatu yang hal sangat tidak diinginkan dalam suatu proses produksi batubara karena dapat mempengaruhi kualitas batubara tersebut. Kontaminasi dapat terjadi mulai dari tambang, proses rehandling, proses
pengiriman, dan di stockpile. Hal ini dapat mengakibatkan penuruan kualitas terhadap batubara, kontaminasi pada stockpile yang umum dijumpai adalah kontaminan yang terbawa pada saat loading in atau out batubara, material selain batubara yang ada pada stockpile, penumpukan yang terlalu lama pada stockpile, dan tidak adanya sistem manajemen yang baik hal ini menyebabkan terjadinya penurunan kualitas pada batubara, meningkatnya kandungan kadar abu (ash content), meningkatnya kandungan air total (total moisture), hingga ke perubahan pada nilai kalor (calorific value). Kontaminasi ini bisa berupa terdapatnya tanah, pasir, sampah,dan abu sisa pembakaran.
Stockpile yang kurang ideal dapat menyebabkan suatu kontaminasi terhadap batubara itu sendiri terutama dari basement/dasar dari stockpile akibat manuver- manuver dari suatu dozer/traktor sehingga akan terangkat dasar stockpile yang berupa tanah, lempung atau batu splite. Hal-hal yang perlu diperhatikan guna menghindari kontaminasi dari stockpile antara lain :
Supervisi yang ketat semua aktivitas area stockpile Pelaksanaan housekeeping
Perawatan rutin peralatan yang digunakan, meliputi perawatan terhadap alat-alat plant maupun terhadap alat berat yang digunakan di area stockpile.
Metal detector, berfungsi untuk mencegah kontaminasi metal masuk ke stockpile maupun batubara yang akan dikeluarkan dari stockpile.
3.8.4 Kontrol Aspek Kualitas & Kuantitas Kontrol aspek Kualitas Di stockpile batubara yang perlu dilakukan berupa :
Penentuan/analisa kualitas batubara produksi yang ada di stockpile, kemudian melakukan pengaturan stockpile agar batubara di stockpile memiliki sirkulasi yang baik.
Usaha mininimize resiko degradasi batubara (pengaturan lama stocking, aktitivitas alat berat di stockpile, reclaime pit, dll)
Control dan monitoring semua faktor yang berdampak terhadap perubahan yang signifikan terhadap nilai kualitas batubara selama di stockpile.
Sedangkan terhadap aspek kuantitas perlu dilakukan sistem recording yang akurat terhadap inventory batubara dan pergerakan stock batubara (coal movement).
