MAKALAHTeknologi Batubara
Disusun oleh :Yusuf Nur Cahyo18120237D
FAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS SETIA BUDISURAKARTA2014
I. PengertianBatu bara adalah 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. Unsur-unsur utamanya
terdiri dari karbon, hidrogen dan oksigen. Batu bara juga adalah
batuan organik yang memiliki sifat-sifat fisika dan kimia yang
kompleks yang dapat ditemui dalam berbagai bentuk. Analisis unsur
memberikan rumus formula empiris seperti C137H97O9NS untuk
bituminus dan C240H90O4NS untuk antrasit.
II. Batu Bara SecaraUmumA. Umur Batu Bara Pembentukan batu bara
memerlukan kondisi-kondisi tertentu dan hanya terjadi pada era-era
tertentu sepanjang sejarah geologi. Zaman Karbon, kira-kira 340
juta tahun yang lalu (jtl), adalah masa pembentukan batu bara yang
paling produktif dimana hampir seluruh deposit batu bara (black
coal) yang ekonomis di belahan bumi bagian utara terbentuk.Pada
Zaman Permian, kira-kira 270 jtl, juga terbentuk endapan-endapan
batu bara yang ekonomis di belahan bumi bagian selatan, seperti
Australia, dan berlangsung terus hingga ke Zaman Tersier (70 - 13
jtl) di berbagai belahan bumi lain.
B. Materi pembentuk batu baraHampir seluruh pembentuk batu bara
berasal dari tumbuhan. Jenis-jenis tumbuhan pembentuk batu bara dan
umurnya menurut Diessel (1981) adalah sebagai berikut:1. Alga, dari
Zaman Pre-kambrium hingga Ordovisium dan bersel tunggal. Sangat
sedikit endapan batu bara dari perioda ini.2. Silofita, dari Zaman
Silur hingga Devon Tengah, merupakan turunan dari alga. Sedikit
endapan batu bara dari perioda ini.3. Pteridofita, umur Devon Atas
hingga Karbon Atas. Materi utama pembentuk batu bara berumur Karbon
di Eropa dan Amerika Utara. Tetumbuhan tanpa bunga dan biji,
berkembang biak dengan spora dan tumbuh di iklim hangat.4.
Gimnospermae, kurun waktu mulai dari Zaman Permian hingga Kapur
Tengah. Tumbuhan heteroseksual, biji terbungkus dalam buah, semisal
pinus, mengandung kadar getah (resin) tinggi. Jenis Pteridospermae
seperti gangamopteris dan glossopteris adalah penyusun utama batu
bara Permian seperti di Australia, India dan Afrika.5.
Angiospermae, dari Zaman Kapur Atas hingga kini. Jenis tumbuhan
modern, buah yang menutupi biji, jantan dan betina dalam satu
bunga, kurang bergetah dibanding gimnospermae sehingga, secara
umum, kurang dapat terawetkan.
C. Kelas dan jenis batu baraBerdasarkan tingkat proses
pembentukannya yang dikontrol oleh tekanan, panas dan waktu, batu
bara umumnya dibagi dalam lima kelas: antrasit, bituminus,
sub-bituminus, lignit dan gambut.1. Antrasit adalah kelas batu bara
tertinggi, dengan warna hitam berkilauan (luster) metalik,
mengandung antara 86% - 98% unsur karbon (C) dengan kadar air
kurang dari 8%.2. Bituminus mengandung 68 - 86% unsur karbon (C)
dan berkadar air 8-10% dari beratnya. Kelas batu bara yang paling
banyak ditambang di Australia.3. Sub-bituminus mengandung sedikit
karbon dan banyak air, dan oleh karenanya menjadi sumber panas yang
kurang efisien dibandingkan dengan bituminus.4. Lignit atau batu
bara coklat adalah batu bara yang sangat lunak yang mengandung air
35-75% dari beratnya.5. Gambut, berpori dan memiliki kadar air di
atas 75% serta nilai kalori yang paling rendah.
D. Pembentukan batu baraProses perubahan sisa-sisa tanaman
menjadi gambut hingga batu bara disebut dengan istilah pembatu
baraan (coalification). Secara ringkas ada 2 tahap proses yang
terjadi, yakni:1. Tahap Diagenetik atau Biokimia, dimulai pada saat
material tanaman terdeposisi hingga lignit terbentuk. Agen utama
yang berperan dalam proses perubahan ini adalah kadar air, tingkat
oksidasi dan gangguan biologis yang dapat menyebabkan proses
pembusukan (dekomposisi) dan kompaksi material organik serta
membentuk gambut.2. Tahap Malihan atau Geokimia, meliputi proses
perubahan dari lignit menjadi bituminus dan akhirnya antrasit.III.
Pengolahan Batu BaraSeperti disebutkan dimuka, batubara adalah
mineral organik yang dapat terbakar, terbentuk dari sisa tumbuhan
purba yang mengendap yang selanjutnya berubah bentuk akibat proses
fisika dan kimia yang berlangsung selama jutaan tahun. Oleh karena
itu, batubara termasuk dalam kategori bahan bakar fosil. Adapun
proses yang mengubah tumbuhan menjadi batubara tadi disebut dengan
pembatubaraan (coalification).Faktor tumbuhan purba yang jenisnya
berbeda-beda sesuai dengan jaman geologi dan lokasi tempat tumbuh
dan berkembangnya, ditambah dengan lokasi pengendapan (sedimentasi)
tumbuhan, pengaruh tekanan batuan dan panas bumi serta perubahan
geologi yang berlangsung kemudian, akan menyebabkan terbentuknya
batubara yang jenisnya bermacam-macam. Oleh karena itu,
karakteristik batubara berbeda-beda sesuai dengan lapangan batubara
(coal field) dan lapisannya (coal seam). Dalam proses
pembatubaraan, maturitas organik sebenarnya menggambarkan perubahan
konsentrasi dari setiap unsur utama pembentuk batubara. Berikut ini
ditunjukkan contoh analisis dari masing masing unsur yang terdapat
dalam setiap tahapan pembatubaraan.
Dari tabel di atas dapat diketahui bahwa semakin tinggi tingkat
pembatubaraan, maka kadar karbon akan meningkat, sedangkan hydrogen
dan oksigen akan berkurang. Karena tingkat pembatubaraan secara
umum dapat diasosiasikan dengan mutu atau kualitas batubara, maka
batu bara dengan tingkat pembatubaraan rendah -disebut pula batu
bara bermutu rendah seperti lignite dan sub-bituminus biasanya
lebih lembut dengan materi yang rapuh dan berwarna suram seperti
tanah, memiliki tingkat kelembaban (moisture) yang tinggi dan kadar
karbon yang rendah, sehingga kandungan energinya juga rendah.
Semakin tinggi mutu batubara, umumnya akan semakin keras dan
kompak, serta warnanya akan semakin hitam mengkilat. Selain itu,
kelembabannya pun akan berkurang sedangkan kadar karbonnya akan
meningkat, sehingga kandungan energinya juga semakin besar.
Batubara yang langsung diambil dari bawah tanah, disebut
batubara tertambang run-of-mine (ROM), sering kali memiliki
kandungan campuran yang tidak diinginkan seperti batu dan lumpur
dan berbentuk pecahan dengan berbagai ukuran. Namun demikian
pengguna batubara membutuhkan batubara dengan mutu yang konsisten.
Pengolahan batubara juga disebut pencucian batubara (coal
benification atau coal washing) mengarah pada penanganan batubara
tertambang (ROM Coal) untuk menjamin mutu yang konsisten dan
kesesuaian dengan kebutuhan pengguna akhir tertentu.Pengolahan
tersebut tergantung pada kandungan batubara dan tujuan
penggunaannya. Batubara tersebut mungkin hanya memerlukan pemecahan
sederhana atau mungkin memerlukan proses pengolahan yang kompleks
untuk mengurangi kandungan campuran. Untuk menghilangkan kandungan
campuran, batubara terambang mentah dipecahkan dan kemudian
dipisahkan kedalam pecahan dalam berbagai ukuran. Pecahan-pecahan
yang lebih besar biasanya diolah dengan menggunakan metode
pemisahan media padatan.Dalam proses demikian, batubara dipisahkan
dari kandungan campuran lainnya dengan diapungkan dalam suatu
tangki berisi cairan dengan gravitasi tertentu, biasanya suatu
bahan berbentuk mangnetit tanah halus. Setelah batubara menjadi
ringan, batubara tersebut akan mengapung dan dapat dipisahkan,
sementara batuan dan kandungan campuran lainnya yang lebih
beratakan tenggelam dan dibuang sebagai limbah. Pecahan yang lebih
kecil diolah dengan melakukan sejumlah cara, biasanya berdasarkan
perbedaan kepadatannya seperti dalam mesin sentrifugal. Mesin
sentrifugal adalah mesin yang memutar suatu wadah dengan sangat
cepat, sehingga memisahkan benda padat dan benda cair yang berada
di dalam wadah tersebut.Metode alternatif menggunakan kandungan
permukaan yang berbeda dari batubara dan limbah. Dalam pengapungan
berbuih, partikel-partikel batu.
Namun demikian, penting untuk menjaga keseimbangan antara
perhatian terhadap lingkungan dan prioritas pembangunan ekonomi dan
sosial. Pembangunan berkelanjutan menggabungkan tiga hal dan
didefinisikan sebagai: pembangunan yang memenuhi kebutuhan saat ini
tanpa mengkompromikan kemampuan dari generasi penerus untuk
memenuhi kebutuhan mereka sendiri. Sementara batubara memberikan
kontribusi yang penting bagi perkembangan ekonomi dan sosial di
seluruh dunia, dampak terhadap lingkungan hidup merupakan suatu
masalah.
IV. Batubara Sebagai Sumbar Bahan Bakar AlternatifSalah satu
sumber bahan bakar alternatif yang murah dan tersedia keberadaannya
dalam jumlah besar adalah batubara. Namun penggunaannya dalam
bentuk aslinya sebagai bahan bakar masih menyisakan beberapa
masalah diantaranya sulit dinyalakan, sulit dikendalikan dan
memberikan asap. Untuk mengatasi hal tersebut para peneliti telah
mengembangkan teknologi pengubahan batubara ke bentuk bahan bakar
yang menyenangkan. Diantara teknologi tersebut adalah sebagai
berikut:1. Pengubahan batubara menjadi bahan bakar gas (teknologi
gasifikasi)Teknologi gasifikasi adalah teknologi pengubahan
batubara ke dalam fasa gas dengan cara mereaksikan batubara dengan
media gasifikasi. Media gasifikasi yang sering digunakan adalah
campuran udara-uap air atau campuran udara-carban dioksida. Bila
gas yang dihasilkan dimurnikan maka kualitas gas tersebut dapat
menyamai kualitas gas alam (natural gas) dengan nilai pembakaran
11.600 kJ/m3. Para peneliti Indonesia dari Balai Penelitian dan
Pengkajian Teknologi (BPPT) dan Pusat Pengembangan Teknologi
Mineral (PPTM) sedang mempersiapkan teknologi ini agar dapat
diterapkan dalam skala komersial di Indonesia.
2. Pengubahan batubara menjadi bahan bakar cair (teknologi
likuifaksi)Teknologi likuifaksi adalah teknologi pencairan batubara
dengan bantuan panas dan penambahan zat kimia tertentu. Cairan yang
terbentuk tersebut selanjutnya difraksionasi/ dikilang untuk
menghasilkan berbagai macam bahan bakar cair seperti bensin, solar,
minyak tanah dan lain-lain. Teknologi ini sudah lama di kuasai
negara maju seperti Jerman, Inggris, Amerika Serikat, Australia dan
Jepang. Penguasaan negara Jerman yang baik terhadap teknologi
inilah yang merupakan salah satu faktor yang mendukung kemenangan
Jerman dalam Perang dunia I. Teknologi ini juga secara intensif
sedang dikaji oleh peneliti-peneliti BPPT dan PPTM untuk diterapkan
secara komersial.
3. Pembentukan suspensi batubara-air (teknologi coal-water
fuel)Teknologi coal-water fuel adalah teknologi pembuatan campuran
homogen serbuk batubara-air dengan cara mengaduk campuran pada
kecepatan tinggi (6000 rpm) sampai terbentuk suatu suspensi yang
stabil. Campuran terdiri dari 60 sampai dengan 78 % serbuk batubara
dan sisanya air dengan ukuran serbuk minimal 75 mikron. Bahan bakar
jenis ini dapat menggantikan fungsi minyak tanah sebagai bahan
bakar cair untuk keperluan rumah tangga.
4. Pengubahan batubara menjadi bahan bakar padat tak berasap
(teknologi briquette)Berbeda dengan tiga teknologi sebelumnya (yang
menghasilkan bahan bakar berwujud cair dan gas), teknologi
briquette adalah teknologi pembentukan bahan bakar berwujud padat
yang menyenangkan yakni mudah dinyalakan dan tidak berasap. Caranya
adalah batubara/ arangnya dibubukkan kemudian dicampurkan dengan
bahan pengikat dan bahan penyulut lalu dicetak sesuai dengan bentuk
yang diinginkan. Teknologi ini pernah mendapat perhatian khusus
dari pemerintah tahun 1993, yakni dengan dikeluarkannya keputusan
presiden tentang program penggantian bahan bakar rumah tangga dari
minyak tanah ke briket batubara untuk pulau Jawa.
V. Batu Bara di Indonesia Di Indonesia, endapan batu bara yang
bernilai ekonomis terdapat di cekungan Tersier, yang terletak di
bagian barat Paparan Sunda (termasuk Pulau Sumatera dan
Kalimantan), pada umumnya endapan batu bara ekonomis tersebut dapat
dikelompokkan sebagai batu bara berumur Eosen atau sekitar Tersier
Bawah, kira-kira 45 juta tahun yang lalu dan Miosen atau sekitar
Tersier Atas, kira-kira 20 juta tahun yang lalu menurut Skala waktu
geologi.Batu bara ini terbentuk dari endapan gambut pada iklim
purba sekitar khatulistiwa yang mirip dengan kondisi kini. Beberapa
diantaranya tegolong kubah gambut yang terbentuk di atas muka air
tanah rata-rata pada iklim basah sepanjang tahun. Dengan kata lain,
kubah gambut ini terbentuk pada kondisi dimana mineral-mineral
anorganik yang terbawa air dapat masuk ke dalam sistem dan
membentuk lapisan batu bara yang berkadar abu dan sulfur rendah dan
menebal secara lokal. Hal ini sangat umum dijumpai pada batu bara
Miosen. Sebaliknya, endapan batu bara Eosen umumnya lebih tipis,
berkadar abu dan sulfur tinggi. Kedua umur endapan batu bara ini
terbentuk pada lingkungan lakustrin, dataran pantai atau delta,
mirip dengan daerah pembentukan gambut yang terjadi saat ini di
daerah timur Sumatera dan sebagian besar Kalimantan.
