PENGARUH PROSES HYDROTERMAL, KARBONISASI DAN OKSIDASI TERHADAP PERUBAHAN KOMPOSISI MASERAL PADA BATUBARA

Transkripsi

1 PENGARUH PROSES HYDROTERMAL, KARBONISASI DAN OKSIDASI TERHADAP PERUBAHAN KOMPOSISI MASERAL PADA BATUBARA Sherly Andalia Gusnadi*, Rr. Harminuke Eko Handayani * * Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknik, Universitas Sriwijaya Jl. Palembang-Prabumulih KM 32, Inderalaya, Sumatera Selatan, Indonesia Telp/fax: (711) 85137; sherly.andalia@yahoo.com Abstrak Batubara mempunyai karakteristik dan kualitas yang bervariasi, baik di lihat dari jenis (komposisi, kimia, maseral dan sifat fisik) maupun peringkatnya. Dalam penelitian ini petrografi batubara digunakan untuk melihat perubahan komposisi maseral dan menentukan peringkatdengan metode analisis reflektansi vitrinit. Pada proses hydrothermal di dapat bahwa kandungan liptinit menghilang pada suhu 35 C hal ini di karenakan kandungan zat terbang menguap, pada proses karbonisasi 3 C terlihat kandungan vitrinit meningkat hal ini dikarenakan selama proses karbonisasi kandungan karbon padat bertambah, sedangkan pada proses oksidasi 3 C maseral inertinit terlihat reactive hal ini dikarenakan maseral inertinit berasal dari komponen maseral yang mengalami oksidasi atau pembakaran. Hubungan antara komposisi maseral dengan karakteristik batubara dapat di lihat bahwa semakin bertambahnya kandungan vitrinit maka karbon padat akan meningkat, penurunan maseral liptinit yang memiliki kandungan zat terbang paling tinggi juga dapat dibuktikan dari hasil analisis kadar zat terbang yang menurun, apabila kandungan liptinit berkurang dan vitrinit bertambah maka akan mempengaruhi karakteristik batubara tersebutterlihat pada proses hydrothermal berdasarkan analisis reflektansi vitrinit Batubara Wahau, Kalimantan Timur yang semula berjenis Batubara Lignit RV max,26 %, pada suhu 35 C = RV max,87 % menurut standar ASTM termasuk dalam kelas High Volatile Bituminous, sedangkan karbonisasi dan oksidasi pada suhu tertinggi yaitu 3 C nilai RV max,34 % untuk karbonisasi dan untuk oksidasi RV max,32 % yaitu keduanya masih batubara Lignit,hal ini dapat di lihat bahwa proses hydrothermal mengalami proses pembatubaraan sedangkan proses karbonisasi dan proses oksidasi tidak. Kata Kunci: Batubara, Maseral, Hydrothermal, Karbonisasi, Oksidasi Abstract Coal has the characteristics and qualities are varied, both in view of the type ( chemical, physical and maceral) and ranking. In this study, petrographic coal used to see changes in the composition and rank maceral with vitrinite reflectance analysis method. In the process of hydrothermal in the can that contains liptinit disappeared at 35 C it s in because the content of volatile matter evaporates, the carbonization process 3 C visible content of vitrinite increased this is because during the carbonization process the carbon content of solid increases, whereas the oxidation process of 3 C maceral inertinit looks reactive it s because maceral inertinit derived from maceral components that undergo oxidation..the relationship between the composition maceral with the characteristics of the coal can be seen that the increasing content of vitrinite the solid carbon to be increased, decreased maceral liptinit which contain substances known flying height is also evident from the results of the analysis of the levels of volatile matter decline, if the content of liptinit reduced and vitrinite grow it will affect the characteristics of the coal is seen at hydrothermal processes based on analysis of vitrinite reflectance Wahau Coal, East Kalimantan which was originally manifold Lignite Coal RVmax.26%, at a temperature of 35 C = RVmax.87% according to ASTM standards are included in the class of High Volatile Bituminous, while carbonization and oxidation at high temperatures of 3 C RVmax value of.34% for carbonization and oxidation RVmax to.32% that they still Lignite coal, it can be seen that the process hydrothermal of a process coalification, carbonization process and the process oxidation are not. Keywords: Coal, Maceral, Hydrothermal, Carbonization, Oxidation. Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 38

2 1. PENDAHULUAN Berdasarkan data dari Direktorat Energi Sumber Daya Mineral (ESDM), hasil perhitungan keseluruhan sumberdaya batubara Indonesia sampai dengan tahun 214 ini adalah sebesar ,74 juta ton batubara, sedangkan cadangan batubara sebesar ,74 juta ton. Sebagian besar terdiri atas batubara berkalori rendah 25,9% sampai sedang 65,4%. Batubara berkalori tinggi 6,9 % dan batubara berkalori sangat tinggi hanya 1,7%[1]. Kandungan maseral batubara Indonesia vitrinit 85 %, liptinit 7 % dan inertinite < 5 % sedangkan kandungan mineral matter terdiri dari lempung, karbonat, sulfida dan silika. Karakteristik batubara indonesia yang pada umumnya banyak mengandung vitrinit karena batubara indonesia terbentuk dari material organik teristrial (lingkungan darat ). Selain vitrinit batubara indonesia mengandung inertinit dan liptinit/eksinit dalam jumlah kecil. Seperti diketahui bahwa batubara yang kaya akan kelompok maseral vitrinit dan exinit mempunyai perbedaan nyata di dalam sifat pencairan, dan pembakaran, jika dibandingkan dengan batubara yang kaya akan inertinit. Komposisi dan persentase maseral pada suatu lapisan batubara sangat erat kaitannya dengan jenis tumbuhan dan kondisi lingkungan pengendapan pada waktu pembentukan batubara, sehingga analisis komposisi maseral dapat digunakan untuk menentukan lingkungan pengendapan batubara, korelasi lapisan batubara, sejarah thermal pembatubaraan (coalification thermal history) dan penentuan peringkat (rank) batubara[2]. Analisis komposisi maseral di lakukan dengan analisis petrografi, selain analisis komposisi maseral metode analisis petrografi juga dapat menentukan reflektansi vitrinit. Penentuan peringkat batubara dengan metode analisis reflektansi maseral didasarkan pada konsep bahwa pertambahan tingkat kematangan (peringkat) suatu lapisan batubara akan diikuti oleh peningkatan reflektansi maseralnya, sehingga analisis reflektansi maseral (vitrinit) dapat digunakan untuk menentukan peringkat batubara. Pada penelitian ini bahan baku menggunakan batubara yang berasal dari Muara Wahau, Kabupaten Kutai Timur, Provinsi Kalimantan Timur yang memiliki nilai reflektansi vitrinit RV max,26 %. Tujuan dalam melakukan penelitian ini adalah mengetahui pengaruh proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi batubara terhadap perubahan komposisi maseral, mengetahui hubungan antara karakteristik batubara dengan komposisi maseral dan reflektansi vitrinit dan mengetahui hubungan komposisi maseral setelah proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi dengan peringkat batubara. Batubara adalah suatu endapan yang tersusun dari bahan organik ( organic) dan bukan organik ( inorganic). Bahan organik berasal dari sisa tumbuh-tumbuhan yang telah mengalami berbagai tingkat pembusukan (decomposition) dan perubahan sifat-sifat fisik serta kimia baik sebelum maupun sesudah tertutup oleh endapan lain di atasnya. Bahanbahan bukan organik terdiri dari bermacammacam mineral ( mineral matters) terutama mineral-mineral lempung, karbonat, sulfida, silikat, dan beberapa mineral lainnya [3]. Batubara tidak hanya disusun oleh materi anorganik tetapi ada juga materi organik yang menjadi bagian dari batubara yang dikenal dengan istilah maseral. Maseral merupakan suatu hal atau pembahasan yang tak terpisahkan dengan batubara. Maseral merupakan suatu material yang terdapat didalam batubara yang hanya terlihat dengan menggunakan mikroskop. Jenis batubara ( coal type) berhubungan dengan jenis tanaman pembentuk batubara dan perkembangannya dipengaruhi oleh diagenesatingkat awal [4]. Batasan jenis batubara digunakan untuk mengklasifikasi berbagai macam pembentuk batubara, mengemukakan bahwa jenis batubara sebagai dasar klasifikasi petrografi batubara yang meliputi berbagai penyusun batubara dengan proses kejadian yang berbedabeda.maseral dalam batubara dapat dikelompokkan dalam 3 (tiga) grup utama yaitu grup huminite (vitrinite), exinite (liptinite), dan inertinite[5]. Pengelompokkan maseral didasarkan pada bentuk, morfologi, ukuran, relief, struktur dalam, komposisi kimia, warna pantulan, intensitas refleksi, dan tingkat pembatubaraannya. Secara umum batubara didominasi oleh maseral huminite (vitrinite) (>7%) karena berasal dari jaringan sellulosa tumbuhan kayu. Liptinite (Exinite)berasal dari material resinous: spora, pollen, algae, phytoplankton. Inertinite berasal dari karbon yang mudah teroksidasi[6]. Proses upgrading batubara untuk meningkatkan kualitas batubara banyak dilakukan, antara lain adalah proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi. Proses pemanasan dapat mempengaruhi karakteristik batubara, melalui penelitian ini di amati perubahan komposisi maseral setelah proses tersebut dilakukan. Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 39

3 Hydrothermal adalah proses upgrading yangdilakukan dengan cara memanaskan batubara di dalam media air dengan suhu dan tekanan tinggi pada kondisi non evaporasi. Penambahan air pada proses hydrothermal berfungsi untuk mencegah terjadinya evaporasi berlebihan dari tar yang ada dalam batubara. Pada suhu tinggi, volume air membesar sehingga menghasilkan tekanan pada reaktor yang menghambat penguapan tar. Fasa air dipengaruhi oleh suhu dan tekanan reaktor [7]. Proses hydrothermal non evaporasi tidak hanya dapat mengurangi kadar air di dalam batubara, tetapi juga dapat merubah struktur dan komposisi kimia dari batubara tersebut. Perubahan group fuctional oksigen hydrophilic mengakibatkan mengakibatkan perubahan sifat dari permukaan batubara menjadi hydrophobic sehingga menghambatpenyerapan air [8]. Karbonisasi adalah proses pemanasan batubara dalam ruangan (tertutup) tanpa kontak dengan udara dengan suhu-suhu tertentu sedangkan oksidasi adalah proses pemanasan batubara dengan udara (oksigen) [9]. Vitrinit biasanya bereaksi pada proses ini, tetapi hanya pada tingkatan level tertentu. Exinite paling banyak berubah menjadi gas atau uap, hanya menghasilkan keadaan berpori pada tingkat batubara rendah. Vitrinit yang terbentuk dari batubara tingkat rendah sangat berpori, cenderung tipis, memiliki bentuk menyerupai spons/busa dan lemah. Tipe dari batubara ini tidak memiliki cukup kemampuan yang dibutuhkan untuk mendukung bahan utama dalam proses pembakaran. Vitrinit tingkat tinggi mengandung lebih sedikit partikel yang dapat berubah menjadi gas/uap membuat tampak berpori, serta kemampuan untuk mengeras juga lebih rendah, sehingga batubara peringkat rendah dapat terbentuk[1]. 2. METODE PENELITIAN Penelitian ini dilakukan pada laboratorium batubara Pusat Penelitian dan Pengembangan teknologi Mineral dan batubara (Puslitbang tekmira) di Bandung, Jawa Barat.Pengambilan data terbagi menjadi dua yaitu data primer dan data sekunder. Data primer yang diambil langsung pada saat penelitian, meliputi data analisis proksimat, nilai kalori dan analisis petrografi meliput analisis komposisi maseral dan analisis reflektansi vitrinit. Sedangkan data sekunder merupakan studi literatur yang dilakukan untuk mencari sumber pustaka yang mendukung data penelitian seperti proseshydrothermal, karbonisasi, oksidasi, analisis proksimat, analisis petrografi dan nilai kalori. Studi literatur tersebut diambil dari berbagai sumber seperti buku coal petrology, jurnal-jurnal ilmiah maseral batubara, buku dan hasil penelitian sebelumnya dari laboratorium batubara Pusat Penelitian dan Pengembangan teknologi Mineral dan batubara (Puslitbang tekmira). Alat yang digunakan dalam penelitian adalah lumpang alu dan besi, lumpang keramik, ayakan 7 mesh, ayakan 32 mesh, furnace carbolite CWF 11, cawan besi,gerinda, cetakan bidang poles, autoclave 5L, kompresor, panel control, mikroskop carl zeiss dan mikroskop craic spectometer. Sedangkan bahan yang digunakan adalah batubara Wahau yang berasal dari daerah Wahau di Kutai Kertanegara provinsi Kalimantan Timur. Prosedur penelitian ini dimulai dari proses preparasi batubara dengan melakukan penggerusan batubara, pengayakan 1 ukuran -7 mesh, pengayakan 2 ukuran +32 mesh. Perlakuan proseshydrothermal, karbonisasi dan oksidasi. Selanjutnya proses preparasi analisis petrografiyaitu pengayakan 1 ukuran -16mesh, pengayakan 2 ukuran +35 meshsetelah di cetak menjadi bidang poles maka di lakukan analisis petrografi yaitu melihat komposisi maseral pada setiap variasi suhu pada masing-masing proses dan analisis reflektansi vitrinit untuk melihat peringkat batubara tersebut. Pengolahan data menggunakan Microsoft Exceldengan disajikan dalam bentuk tabel dan grafik.metode statistik yang digunakan adalah analisis regresi linear sederhana, analisis ini digunakan untuk mengetahui perubahan yang terjadi ada variabel dependent (variabel Y), nilai variabel dependent berdasarkan nilai independent (variabel X) yang di ketahui. Ada 3 (tiga)karakteristik pengolahan data yang dilakukan dalam penelitian ini, yaitu pengolahan data hasil komposisi maseral, analisis reflektansi vitrinit, analisis proksimat, dan nilai kalori. Data yang diolah tersebut dibuat grafik untuk memudahkan dan mengetahui pengaruh proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi terhadap maseral dengan melihat korelasi R 2. Dari hasil analisis dan pembahasan, didapatkan kesimpulan dari hasil penelitian yang dilakukan, serta saran untuk rekomendasi bagi penelitian selanjutnya. 3. HASIL DAN PEMBAHASAN Hasil penelitian yang digunakan untuk melihat pengaruh proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi yaitu menggunakan Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 4

4 hasil analisis petrografi meliputi analisis komposisi maseral, reflektansi vitrinit, analisis proksimat dan nilai kalori. Hasil analisis petrgorafi untuk proses hydrothermal dapat di lihat pada Tabel 1. Hasil penelitian pada Tabel 1 Batubara Muara Wahau, Kalimantan Timur setelah proses hydrothermal menunjukan jumlah persentase vitrinit lebih banyak, komposisi maseral kandungan maseral vitrinit yaitu sub-maseral telovitrinite meningkat.saat batubara diperlakukan atau mengalami proses hydrothermal pada suhu 35 C, kandungan maseral berubah secara drastis. Reflektansi vitrinit meningkat secara drastis saat proses hydrothermal berlansung. Pada penelitian ini maseral liptinit juga terlihat berkurang bahkan pada suhu 3 C dan 35 C kandungan liptinit tidak terlihat sama sekali, liptinit memiliki kandungan hydrogen yang tinggi dan pada analisis proksimat hydrogen yang dimaksud adalah volatile matter. Sehingga semakin tinggi suhu hydrothermal kandungan liptinit berkurang hal ini dibuktikan berdasarkan analisis proksimat vollatile matter yang berkurang seiring dengan semakin tingginya suhu hydrothermal. Hasil penelitian yang ditunjukan pada Tabel 2 terlihat bahwa pada setiap kenaikan suhu pada proses hydrothermal akan terjadi perubahan karakteristik batubara. Selain penentuan jenis batubara yang berdasarkan kandungan organik/maseral, pada pemanfaatan batubara perlu diketahui juga sifat-sifat yang ditunjukan oleh batubara tersebut, baik yang bersifat kimiawi, fisik dan mekanis. Diperoleh dari hasil penelitian ini menunjukan kecenderungan bahwa semakin tinggi suhu maka kandungan air lembab akan semakin menurun. Pada suhu tertinggi yang digunakan pada penelitian proses hydrothermal ini adalah 35 C kandungan air lembab pada batubara menurun dari semula 12,34% adb menjadi 5,96% adb. Berkurangnya air lembab di dalam batubara karena adanya kenaikan suhu. Semakin meningkatnya suhu, maka nilai kalori di dalam batubara cenderung semakin meningkat. Pada peningkatan suhu sampai 35 C, nilai kalori batubara meningkat dari semula kal/g meningkat menjadi 8.42 kal/g. Peningkatan nilai kalori ini dipengaruhi oleh kandungan air lembab. Nilai reflektansi ini tergantung pada derajat pembatubaraannya dan dipakai sebagai parameter peringkat batubara. Hasil penelitian ini menunjukan bahwa nilai reflektan ini cenderung semakin meningkat dengan semakin meningkatnya suhu proses hydrothermal. Nilai reflektan batubara meningkat yaitu mencapai,87 pada suhu 35 C yang semula batubara lignit menjadi batubara hight volatile bituminous.perubahan kandungan karbon, zat terbang dan peringkat batubara berhubungan lansung dengan jumlah cahaya reflektan dari permukaan vitrinit. Pengaruhnya terlihat dari semakin tinggi kadar karbon maka reflektan vitrinit meningkat. Pada pengamatan Tabel 3 pengaruh komposisi maseral hasil proses karbonisasi terlihat jelas bahwa kandungan vitrinit masih mendominasi,semakin tinggi suhu karbonisasi kandungan desmocollinit meningkat hal ini dikarenakan kandungan vitrinit yang kaya akan karbon ( fixed carbon) sehingga dapat dibuktikan dari hasil uji nilai kalori yang meningkat walau tidak begitu besar karena peningkatan suhu yang tidak terlalu signifikan hanya 5 C, begitu juga kandungan liptinit tidak terlihat pengaruh yang begitu besar karena komposisi maseral masih tidak begitu reactive. Dapat dilihat di bawah ini Tabel 5 hasil analisis karakteristik batubara setelah karbonisasi. Nilai kalori setelah proses karbonisasi tidak begitu mempengaruhi perubahan peringkat batubara, hal ini dikarenakan suhu yang digunakan pada proses masih termasuk karbonisasi bersuhu rendah. Hasil penelitian ini menunjukan kecenderungan bahwa semakin tinggi suhu maka kandungan air lembab akan semakin menurun. Pada suhu tertinggi yang digunakan pada proses karbonisasi (3 C) kandungan air lembab pada batubara karbonisasi menurun dari semula 12,34% adb menjadi 7,77% adb. Berkurangnya air lembab di dalam batubara karena adanya kenaikan suhu. Setelah proses karbonisasi nilai reflektansi vitrinit yang terlihat pada Tabel 4sedikit meningkat tetapi tidak menunjukan peringkat Batubara Wahau berubah. Pada batubara yang memiliki nilai reflektan yang tinggi dapat dilihat berdasarkan komposisi maseral vitrinit pada sub-maseral telovitrinit namun pada proses karbonisasi tidak terlihat adanya peningkatan kandungan tersebut hal ini dapat di buktikan dari analisis nilai kalori pada setiap variasi suhu bahwa tidak memperlihatkan peningkatan yang besar. Hasil penelitian pada Tabel 5 untuk komposisi maseral setelah proses oksidasi terlihat semakin tinggi suhu oksidasi kandungan detrovitrinite menghilang atau berubah (reactive) menjadi telovitrinite, pada kandunganmaseral liptinite juga terlihat semakin tinggi suhu oksidasi kandungan liptinit/eksinit yang kaya akan hydrogen ini berkurang. Pada kelompok maseral inertinite Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 41

5 terlihat berpengaruh pada proses oksidasi terlihat semakin tinggi suhu oksidasi kandungan maseral liptinit bertambah.dapat di lihat dari hasil analisis komposisi maseral setelah proses oksidasi terlihat kandungan inertinit yang cenderung meningkat dibandingkan maseral lainnya, pada proses oksidasi maseral inertinit meningkat secara konstan. Kelompok ini mengandung unsur hidrogen paling rendah dan karakteristik utamanya adalah reflektansi yang tinggi diantara kelompok lainya. Hasil pengamatan pada Tabel 6 analisis proksimat setelah proses oksidasi ini menunjukan kecenderungan bahwa semakin tinggi suhu maka kandungan air lembab akan semakin menurun. Pada suhu tertinggi yang digunakan pada proses oksidasi (3 C ) kandungan air lembab pada batubara oksidasi menurun dari semula 12,34% adb menjadi 6,79% adb. Berkurangnya air lembab di dalam batubara karena adanya kenaikan suhu dan lamanya waktu tahan (hold time). Setiap kenaikan suhu maka reflektansi vitrinit juga sedikit meningkat, semula batubara raw Muara Wahau reflektansi vitrinitnya sebesar,26 % hanya naik rata-rata,76 % pada setiap kenaikan suhu 5 C sehingga menurut peringkat klasifikasi ASTM batubara hasil proses oksidasi sampai suhu 3 C dengan waktu tunggu 6 menit masih dalam kelas batubara lignit. Tabel 1. Hasil Analisis Petrografi Batubara Setelah Proses Hydrothermal Maseral Sub Maseral Suhu Hydrothermal Keterangan Vitrinite 69, 84,6 85,4 88,4 88,6 9,6 Vitrinite Telovitrinite 21,2 3, 6, 8,4 8,4 1, Meningkat % vol Detrovitrinite 43,4 79,2 78, 78,2 78,2 78,4 Gelovitrinite 4,4 2,4 1,4 1,8 2, 2,2 Liptinite 8,4 3, 2,8 1,8 - - Liptinite Sporinite,4 -,4,4 - - Menurun Cutinite 1, 1,, Resinite 5,6,4-1, - - % vol Liptodetrinite Alginite,2,4, Suberinite 1,2 1,2 1, Telalginite - - -,4 - - Inertinite 11,8 9,6 8,8 8, 9,8 8,4 Inertinite Fusinite 1, 1, ,6 - Fluktuatif % vol Semifusinite 3,6-2,8 1,6,6 1, Sclerotinite 5,2 7,6 4,6 6, 6,2 6,4 Inertodetrinite 2,,6 1,4,4 1,4 1, Mineral Matter 1,8 2,8 2,4 2, 1,6 1, Mineral Matter % vol Menurun Oksida 1, Clay 2,4,4,8,4 1,,6 Pyrite 7,4 2,4 1,6 1,6,6,4 TOTAL 1 % Tabel 2. Tabel Hasil AnalisisKarakteristik Batubara Setelah Proses Hydrothermal Suhu Kadar Air Bawaan Abu Zat Terbang Karbon Padat Nilai Kalori (kal/g. adb) RV max (%) Peringkat (ASTM) 12,34 2,58 48,36 36, ,26 Lignit 15 21,5 1,36 39,57 37, ,32 Lignit Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 42

6 2 18,37 1,47 39,28 4, ,33 Lignit 25 14,63 1,67 38,8 44, ,44 Subbituminus B 3 9,79 1,82 38,79 49, ,63 Subbituminus A 35 5,96 2,7 36,25 55, ,87 Bituminus zat terbang tinggi Tabel 3. Hasil Analisis Komposisi Maseral Setelah Proses Karbonisasi Maseral Sub Maseral Suhu Karbonisasi Keterangan Vitrinite 69, 81,6 86, 78, 79,2 Vitrinite Telovitrinite 21,2 1, 5, 5, 4,6 Fluktuatif % vol Detrovitrinite 43,4 8, 8,4 7, 74, Gelovitrinite 4,4,6,6 3,,6 Liptinite 8,4 7, 2,6 6, 6,8 Liptinite Sporinite,4,8-2,,4 Fluktuatif Cutinite 1, 2, ,6 % vol Resinite 5,6 2, 1, 2,6 1,4 Liptodetrinite Alginite,2 - -,4,8 Suberinite 1,2 2, 1,6 1, 1,6 Telalginite Inertinite 11,8 8, 8,6 13,6 11, Inertinite Fusinite 1, 1,6 1, 6, 2, Fluktuatif % vol Semifusinite 3,6,4 -,6 - Sclerotinite 5,2 6, 5,6 5, 7,4 Inertodetrinite 2, - 2, 2, 1,6 Mineral Matter 1,8 3,4 2,8 2,4 3, Mineral Matter Oksida 1, Fluktuatif % vol Clay 2,4 2,4 1,4 2,4 1, Suhu Kadar Air Bawaan Pyrite 7,4 1, 1,4-2, TOTAL 1 % Tabel 4. Hasil Analisis Karakteristik Batubara Setelah Karbonisasi Abu Zat Terbang Karbon Padat Nilai Kalori (kal/g. adb) RV max (%) Peringkat (ASTM) 12,34 2,58 48,36 36, ,26 Lignit 15 11,92 1,37 44,62 42, ,28 Lignit 2 9,5 1,44 46,17 42, ,32 Lignit 25 8,67 1,5 46,21 43, ,32 Lignit 3 7,77 1,6 46,1 44, ,34 Lignit Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 43

7 Suhu Tabel 5. Hasil Pengamatan Komposisi Maseral Setelah Proses Oksidasi Maseral Sub Maseral Suhu Oksidasi Keterangan Vitrinite 69, 76,6 78, 8,6 81,4 Vitrinite Telovitrinite 21,2 6, 8,6 8,4 1, Fluktuatif % vol Detrovitrinite 43,4 66,6 68,4 7,6 67,4 Gelovitrinite 4,4 4, 1, 1,6 4, Liptinite 8,4 5,8 2,4 2,2,6 Liptinite Sporinite,4,8 -,4 - Menurun Cutinite 1,,6-1, - Resinite 5,6 2,4 1,,6,6 % vol Liptodetrinite Alginite, Suberinite 1,2 2, 1,4,2 - Telalginite Inertinite 11,8 12,6 13,6 14, 14,2 Inertinite Fusinite 1, 1,4 2, 2,6 2,8 Meningkat % vol Semifusinite 3,6 1,2-1,6 1,4 Sclerotinite 5,2 2,6 9,6 7, 8, Inertodetrinite 2, 2, 2, 2,8 2, Mineral Matter 1,8 5, 2,4 3,2 3,8 Mineral Matter Oksida 1, Fluktuatif % vol Clay 2,4 3,6 1,4 1,2 1,4 Pyrite 7,4 1,4 1, 2, 2,4 TOTAL 1 % Kadar Air Bawaan (Moisture) Abu (Ash) Tabel6. Hasil analisis proksimat setelah oksidasi Zat Terbang (Volatile matter) Karbon Padat (Fixed carbon) Nilai Kalori (kal/g. adb) RV max (%) Peringkat (ASTM) 12,34 2,58 48,36 36, ,26 Lignit 15 11,2 1,5 48,28 38, ,31 Lignit 2 8,4 1,51 46,71 43, ,32 Lignit 25 7,43 1,52 47,37 43, ,28 Lignit 3 6,79 1,65 47,93 43, ,32 Lignit Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 44

8 1 Komposisi Maseral (%) , ,6 1 Gambar 1. Grafik Komposisi Maseral Proses Hydrothermal 1 Komposisi Maseral (%) 5 Hydrothermal 15 C Hydrothermal 2 C TL DT GL SP CU RS LP AG SB TG F SF SC IN Vitrinite Liptinite Inertinite MM PROSES 74 KARBONISASI 4,6,6,42,61,4,81,6 2 7,4 1,6 3 TL GL CU LP SB F SC Vitrinite Liptinite InertiniteMM Gambar 2. Grafik Komposisi Maseral Proses Karbonisasi 1 Komposisi Maseral (%) 5 1 KOMPOSISI MASERAL KOMPOSISI MASERAL PROSES OKSIDASI 67,4 4,6 1,6, DT SP RS AG TG SF IN Vitrinite Liptinite Inertinite Gambar 3. Grafik Komposisi Maseral Proses Oksidasi Karbonisa 15 C Karbonisa 2 C Oks idas i 1 PadaGambar 1 terlihat komposisi maseral inertinit semakin tingginya suhu hydrothermal kandungan inertinit tidak berubah atau bervariasi hal ini karena inertinit banyak mengandung senyawa aromatik dan inti aromatiknya lebih besar. Kenaikan suhu juga berpengaruh terhadap kandungan hidrogen. Semakin tinggi suhu hydrothermal, maka kandungan hidrogen cenderung semakin rendah seperti yang telah diketahui kandungan hidrogen dimiliki oleh maseral liptinit. Berdasarkan Gambar 2 menunjukan dalam proses karbonisasi, maseral inertinit sangat lamban beraksi. Hal ini dikarenakan suhu yang dilakukan tidak terlalu tinggi sehingga tidak terlihat pengaruh perubahannya dan kandungan liptinit pada proses karbonisasi masih ada dan tidak ada maseral yang tertranportasi atau reactive. Pada Gambar 3 pengaruh proses oksidasi terhadap komposisi maseral terlihat dari semakin tinggi suhu oksidasi kandungan detrovitrinite menghilang atau berubah (reactive) menjadi telovitrinite, pada kandungan liptinite juga terlihat semakin tinggi suhu oksidasi kandungan liptinit/eksinit yang kaya akan hydrogen ini berkurang hal ini disebabkan maseral liptinit sangat reaktif apabila di panaskan. Sedangkan pada kelompok maseral inertinit cenderung meningkat dibandingkan maseral lainnya. Berdasarkan Gambar 4 pengaruh suhu hydrothermal terhadap reflektan vitrinit sangat berpengaruh terlihat pada suhu maksimum pada penelitian ini pada suhu 35 C RV max (%),87 berdasarkan klasifikasi kelas batubara ASTM setelah proses hydrothermal termasuk batubarakelas High Volatile Bituminous, nilai reflektanrata-rata vitrinite batubara meningkat menjadi,55 % yang semula RV max (%),26 yaitu kelas lignit. Hal ini mengindikasikan bahwa proses hydrothermal terbukti merupakan salah satu metode upgrading coal yang dapat memanfaatkan batubara kalori rendah. Berdasarkan Gambar 5 dapat diamati bahwa setiap kenaikan suhu maka reflektansi vitrinit meningkat, diketahui batubara raw Muara Wahau reflektansi vitrinitnya semula sebesar RV max (%),26 pada setiap kenaikan suhu 5 C hanya naik rata-rata,78 % sehingga menurut peringkat ASTM batubara hasil proses karbonisasi sampai suhu 3 C dengan waktu tunggu 6 menit masih dalam kelas lignit. Berdasarkan Gambar 6 hasil reflektansi batubara setelah melalui oksidasi ditemukan bahwa setiap kenaikan suhu maka reflektansi vitrinit juga sedikit meningkat namun tidak Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 45

9 mempengaruh peringkat batubara tersebut, semula batubara raw Muara Wahau reflektansi vitrinitnya sebesar RV max (%),26 hanya naik rata-rata,76 % pada setiap kenaikan suhu 5 C sehingga menurut peringkat ASTM batubara hasil proses oksidasi sampai suhu 3 C dengan waktu tunggu 6 menit masih dalam kelas batubara lignit (%) Karakteristik Batubara 15 Suhu 2 Hydrothermal Gambar 4. Grafik Karakteristik Batubara Setelah Proses Hydrothermal 6 4 (%) 2 15 Suhu 2 Karbonisasi 25 3 Gambar 5. Grafik Hubungan Karakteristik Batubara Setelah Proses Karbonisasi Dengan Reflektansi Vitrinit (%) Gambar 6. Grafik Hubungan Karakteristik Batubara Setelah Proses Oksidasi Dengan Reflektansi Vitrinit Reflek tansi Vitrini t kadar air bawa an Karakteristik Batubara Reflekta si Vitrini kadar ai bawaan abu Karakteristik Batubara 15 Suhu 2 Oksidasi 25 3 Reflekt ansi Vitrinit kadar air bawaa n zat terbang Ketika suhu oksidasi tinggi atau ada beberapa efek panas selama oksidasi umumnya berbagai jenis maseral yang dihasilkan atau di produksi. Reflektansi vitrinit dapat meningkat atau rims oksidasi dapat berkembang di tepi celah atau sekitar partikel, dengan atau tanpa peningkatan reflektansi vitrinit di dalam pertikel. 4. KESIMPULAN 1. Pengaruh proses pemanasan terhadap komposisi maseral : a. Proses hydrothermal, terlihat bahwa semakin meningkatnya suhu maka kandungan liptinit berkurang, pada suhu 35 C tidak terlihat sama sekali yang semula kandungan liptinit 8,4 %, hal ini dikarenakan kandungan maseral dalam liptinit menguap dimana maseral liptinit kaya akan hidrogen danvolatile matter yang tinggi sekitar 66 %. b. Proses karbonisasi, terlihat bahwa komposisi maseral vitirnit meningkat pada suhu 3 C kandungan vitrinit semulayaitu 69, % meningkat menjadi 86, %, hal ini dikarenakan maseral vitrinit kaya akan karbon sekitar 8%, kandungan karbon meningkat saat melalui proses karbonisasi. c. Proses oksidasi, terlihat bahwa semakin tinggi suhu oksidasi yaitu dengan suhu 3 C kandunganmaseral inertinit cenderung meningkat dibandingkan maseral lainnya yaitu 14,2 % yang semula kandungan inertinit 11,8 %. Hal ini dikarenakanmaseral inertinit berasal dari tumbuhan yang sudah terbakar dan sebagian berasal dari hasil proses oksidasi maseral lainnya. 2. Hubungan antara komposisi maseral dengan karakteristik batubara dapat di lihat bahwa semakin bertambahnya kandungan vitrinit maka karbon padat akan meningkat, penurunan maseral liptinit yang memiliki kandungan zat terbang paling tinggi juga dapat dibuktikan dari hasil analisis kadar zat terbang yang menurun, apabila kandungan liptinit berkurang dan vitrinit bertambah maka akan mempengaruhi karakteristik batubara tersebutterlihat pada proses hydrothermal berdasarkan analisis reflektansi vitrinit Batubara Wahau, Kalimantan Timur yang semula berjenis Batubara Lignit RV max,26 %, pada suhu 35 C = RV max,87 % menurut standar ASTM termasuk dalam kelas High Volatile Bituminous, sedangkan karbonisasi dan Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 46

10 oksidasi tidak begitu berpengaruh meskipun karakteristik batubara berubah namun pada suhu tertinggi yaitu 3 C nilai RV max,34 % untuk karbonisasi dan oksidasi RV max,32 % yaitu masih batubara Lignit. 3. Hubungan komposisi maseral setelah proses hydrothermal, karbonisasi dan oksidasi dengan peringkat batubara ( rank)dapat di lihat dari hasi analisis nilai kalori batubara. Nilai kalori raw batubara Muara Wahau yaitu kal/g setelah proses hydrothermal meningkat menjadi 8.42 kal/g pada suhu tertinggi yaitu 35 C. Sedangkan proses karbonisasi dan oksidasi dengan suhu tertinggi yaitu 3 C menjadi kal/g untuk karbonisasi dan kal/g untuk oksidasi, hal ini dapat di lihat bahwa proses hydrothermal mengalami proses pembatubaraan sedangkan karbonisasi dan oksidasi tidak. 5. UCAPAN TERIMAKASIH Dalam kesempatan yang baik ini penulis mengucapkan terimakasih kepada pihak-pihak yang membantu selama penelitian ini berlangsung yaitu Dr. Ir. Miftahul Huda selaku Koordinator Kelompok Pelaksana Litbang Teknologi Pengolahan dan Pemanfaatan Batubara, Nining Sudini Ningrum, M.Sc sebagai pembimbing dan Lely Agustiana serta seluruh staff karyawan di Laboratorium Batubara Puslitbang tekmira Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara. G.H., Chandra, D., Teichmuller, R. (1982). Stach s Textbook of Coal Petrology, GebruderBorrntrager, Berlin [6] Sakaguchi, M., Laursen, K., Nakagawa, H., Miura, K. (28 ).Hydrothermal Upgrading of Loy Yang Brown Coal Effect of Upgrading Conditions on The Characteristics of The Products. Fuel Processing Technology. [7] Ningsih, YB., (214). Pengaruh Suhu Pada Proses Hydrothermal terhadap Karakteristik Batubara.Seminar Nasional Added Value of Energy Resources (AvoER) Ke-6. [8] Ningrum, N.S., Huda, Miftahul., Prijonono, Hermanu,. (21 2). Pembuatan aditif dari batubara peringkat rendah (lignit) untuk kokas metalurgi. Kelompok Pelaksana Litbang Batubara, Puslitbang tekmira. Laporan 212. [9] Sukandarrumidi. (25). Batubara dan pemanfaatannya.pengantar Teknologi Batubara Menuju Lingkungan Bersih. Yogyakarta : Universitas Gajah Mada. [1] Speight, J. G., (25). Handbook of coal analysis. John Wiley&Sons., Hoboken, New Jersey.United States of America. DAFTAR PUSTAKA [1]Kementrian ESDM, Badan Geologi. (214). Peta Lokasi Penyebaran Sumber Daya Dan Cadangan Batubara Status Desember 214. Indonesia. [2] Thomas, L. (22). Coal Geology. John Wiley and Sons, Baffins Lane,Chicsester. England [3] Taylor G. H., Teichmueller M., Davis A., Diessel C. F. K., Littke R., Robert P. (1998), Organic Petrologi, GebruederBorntraeger, Berlin, Stuttgart. [4]Cook, A.C (Ed), (1982). The Origin and Petrology of Organic Matterin Coals, Oil Shalesand Petroleum Source Rocks, The University of Wollongong, Wollongong. [5] Stach, E., Machkowsky, M.TH.,Teichmuller, M., Taylor, Junral Teknik Kimia No.1, Vol. 21, Januari 215 Page 47