STUDI KEHADIRAN NATRIUM DALAM BATUBARA KASUS BATUBARA LATI, BERAU, KALIMANTAN TIMUR TESIS

Transkripsi

1 STUDI KEHADIRAN NATRIUM DALAM BATUBARA KASUS BATUBARA LATI, BERAU, KALIMANTAN TIMUR TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh ARIE NAFTALI HAWU HEDE NIM : (Program Studi Rekayasa Pertambangan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2009

2 LEMBAR PENGESAHAN STUDI KEHADIRAN NATRIUM DALAM BATUBARA KASUS BATUBARA LATI, BERAU, KALIMANTAN TIMUR TESIS Bandung, Maret 2009 Disetujui untuk Program Magister Rekayasa Pertambangan Oleh: Dr. Ir. Komang Anggayana, MS. Pembimbing I Ir. Teti Indriati, MT. Pembimbing II

3 Takut akan Tuhan adalah permulaan pengetahuan, Tetapi orang bodoh menghina hikmat dan didikan Amsal 1 : 7 Dipersembahkan kepada Orangtua tercinta Keluarga terkasih

4 ABSTRAK STUDI KEHADIRAN NATRIUM DALAM BATUBARA KASUS BATUBARA LATI, BERAU, KALIMANTAN TIMUR Oleh ARIE NAFTALI HAWU HEDE NIM : Natrium sebagai salah satu logam alkali yang terkandung dalam batubara umumnya memiliki kadar yang sangat kecil dalam batubara, yakni 0,5 2% di dalam abu batubara. Namun kandungan natrium pada batubara Lati Berau cukup tinggi dibandingkan dengan kandungan natrium dalam bentuk Na 2 O pada batubara Indonesia secara umum yaitu berkisar dari 0,03 23,33% atau rata-rata 4,68% di dalam abu batubara. Tujuan penelitian ini adalah untuk mengetahui sejauh mana hubungan keberadaan natrium berupa penyebaran kadar, profil dalam batubara, dan bentuk kristal serta jenis dari mineral pengotor sehingga dapat digunakan sebagai salah satu faktor dalam melakukan rekonstruksi genesa batubara daerah penelitian dalam hubungannya dengan proses eksplorasi dan penambangannya. Hasil penelitian memperlihatkan bahwa unsur natrium dalam batubara tersebar secara merata di dalam batubara tanpa memperlihatkan dengan jelas tendensi pengelompokan pada titik-titik tertentu dan diidentifikasikan sebagai mineral singenetik. Secara regional penyebaran natrium dalam batubara dipengaruhi oleh kondisi geologi yang dikontrol oleh struktur geologi yang berkembang berupa struktur sinklin. Distribusi natrium secara lateral/horizontal memperlihatkan homogenitas yang relatif bervariasi sebagaimana kecenderungan variasi penyebaran horisontal komposisi maseral dan kandungan sulfur total pada arah relatif tegak lurus sumbu sinklin. Distribusi secara vertikal kandungan natrium pada Seam T, Seam R, dan Seam Q tidak menunjukkan adanya kecenderungan penyebaran berdasar pola tertentu, hal dapat dipengaruhi unsur alkali di dalam air laut terdapat dalam bentuk ion dan memiliki sifat yang mobile. Pembentukan natrium tersebut selain dipengaruhi oleh kondisi air laut juga dipengaruhi oleh proses tektonik yang terjadi pada saat pembentukan gambut. Kata kunci: natrium, batubara, penyebaran i

5 ABSTRACT STUDY OF ATTENDANCE SODIUM IN COAL THE SITE LATI CASE, BERAU, KALIMANTAN TIMUR By ARIE NAFTALI HAWU HEDE NIM: Sodium is one of the alkali metals that contained in coal, generally has a very small grade, for example, 0.5-2% in the coal ash. However, the intensity of the sodium of Lati coal is quite higher compare with sodium of Na 2 O in Indonesia s Coal generally, which approximately % or 4.68% in coal ash on average. The purpose of this research is to determine a correlation between the grade distribution, profile in coal, crystal forms and mineral types of sodium. These results can be used as a parameter to reconstruct the coal genesis of the research areas as a part of the exploration and mining processes. Research results indicate that the elements of sodium are spreaded in coal prevalently. However it does not show a particular tendency clearly and it can be identified as a syngenetic mineral. Regionally the distribution of sodium in coal is impacted by geological conditions and controlled by sinklin stucture as well. The lateral distribution of sodium shows that the homogenity vary as the relative variation trend in the horizontal distribution of macerals composition and total sulfur contents are in the perpendicular axis of sinklin. The vertical distribution does not show the tendency of the grade distrribution of sodium on Seam T, R, and Q in a certain pattern. It can be affected of the alkali element in sea water as an ion and it has a mobile characteristic. Furthermore, the formation of sodium is also influenced by tectonic processes that occured during the process of peat being formed. Keywords: sodium, coal, distribution ii

6 PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis S2 yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada pengarang dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin pengarang dan harus disertai dengan kebiasaan ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Direktur Program Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. iii

7 KATA PENGANTAR Syukur kepada Tuhan Yesus yang karena kasih dan anugerah telah menjadikan segala sesuatu indah pada waktunya sehingga tesis dengan judul Studi Kehadiran Natrium dalam Batubara, Kasus Batubara Lati Berau, Kalimantan Timur dapat terselesaikan. Tesis ini dibuat guna meraih gelar Magister pada Program Rekayasa Pertambangan Bidang Khusus Eksplorasi Sumber Daya Bumi, Institut Teknologi Bandung. Diucapkan terimakasih kepada Menteri Pendidikan Nasional yang telah memberikan dukungan pembiayaan melalui Program Beasiswa Unggulan hingga penyelesaian tesis berdasarkan DIPA Sekretariat Jenderal Depdiknas Tahun Anggaran 2006 sampai dengan Pada kesempatan ini secara khusus penulis sangat berterima kasih pada Dr. Ir. Komang Anggayana, MS., sebagai pembimbing sekaligus pemrakasa ide penelitian dan untuk kepercayaan yang telah diberikan sehingga penelitian dapat dilakukan, serta atas segala sumbang saran dan waktu yang telah diberikan dan kepada Ir. Teti Indriati sebagai Pembimbing II atas segala saran, bimbingan, dan nasehatnya selama penelitian berlangsung dan proses penyempurnaan tesis. Selain itu dengan terselesaikannya tesis ini, diucapkan pula terimakasih kepada: 1. Dr. Ir. Budi Sulistijo, M.App.Sc., sebagai Ketua Program Pasca Sarjana Rekayasa Pertambangan, atas kesempatan Program Beasiswa Unggulan yang diadakan. 2. Dr. Eng. Ir. Syafrizal, MT., selaku penguji yang memberikan masukan dan perbaikan guna penyempurnaan tulisan serta bimbingan moril selama penelitian. 3. Ir. Gatot Budi Kuncahyo, Manajer Departemen Geologi PT Berau Coal, yang telah memberikan kesempatan dalam pengambilan data di lapangan. 4. Bapak dan Ibu atas doa dan kasih yang selalu diberikan, dulu, sekarang, dan selamanya. iv

8 5. Bram, Oliv dan Yami, keluarga yang terkasih yang telah mendukung senantiasa. 6. Ir. Tatang, Manajer Teknis Laboratorium Fisika Batuan dan Ir. Nining Sudiningrum, sebagai pembimbing pengamatan petrografi. 7. Bang Javen, Harry, Jonatan, Noel, Ronald, dan Bang Robby atas kebersamaan, doa, dan dukungan yang tiada henti. 8. Rekan-rekan Lab. Pemodelan Eksplorasi Teknik Pertambangan atas diskusi, saran, dan bantuan dalam menyelesaikan tesis ini. 9. Segenap staf pengajar dan karyawan Teknik Pertambangan. 10. Rekan-rekan mahasiswa Eksplorasi Sumberdaya Bumi, Rekayasa Pertambangan ITB, atas kebersamaan, berbagi ilmu, keceriaan, dan pengalaman selama bersama-sama dalam menempuh studi. 11. Semua pihak yang tak tersebutkan, untuk bantuan, saran, dan dukungan baik secara langsung maupun tidak langsung, dihaturkan terimakasih. Akhir kata tak ada gading yang tak retak, segala kesalahan dan kekeliruan yang ada dalam penulisan tesis ini mohon dimaafkan. Kiranya tesis ini dapat berguna bagi segenap yang membutuhkan. Bandung, 30 Maret 2009 Arie Naftali Hawu Hede. v

9 DAFTAR ISI ABSTRAK... ABSTRACT... PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS... KATA PENGANTAR... DAFTAR ISI... DAFTAR GAMBAR... DAFTAR TABEL... i ii iii iv vi viii x Bab I Pendahuluan... 1 I.1 Latar Belakang... 1 I.2 Maksud dan Tujuan... 2 I.3 Daerah Penelitian... 3 I.4 Hipotesis... 3 I.5 Metodologi... 3 Bab II Geologi... 6 II.1 Kesampaian Daerah... 6 II.2 Geologi Regional... 7 II.3 Struktur Geologi II.3 Geologi Lati Bab III Genesa Batubara III.1 Bahan Pembentuk Batubara III.2 Penggambutan (Peatification) III.3 Pembatubaraan (Coalification) III.4 Fasies Batubara III.5 Mineral Matter Pada Batubara III.5.1 Mineral Utama pada Batubara III.5.2 Mineral dengan Kelimpahan Kecil III.5.3 Abu Batubara III.6 Natrium dalam Batubara Bab IV Prosedur dan Hasil Penelitian IV.1 Pengambilan Conto IV.2 Preparasi Conto vi

10 IV.2.1 Conto Butir IV.2.2 Conto Sayatan Poles IV.3 Analisis Proksimat IV.3.1 Penentuan Kadar Kelembapan Air IV.3.2 Penentuan Kadar Abu IV.3.3 Penentuan Kadar Zat Terbang IV.3.4 Penentuan Kadar Karbon Padat IV.4 Analisis Nilai Kalori IV.5 Analisis Petrografi IV.5.1 Analisis Komposisi Maseral dan Mineral IV.5.2 Analisis Reflektasi Vitrinit IV.6 Analisis Kimia Abu IV.7 Analisis Bentuk Belerang IV.8 Analisis Scanning Electron Microscope (SEM) Bab V Pembahasan V.1 Karakteristik Umum Batubara V.2 Mineralogi V.3 Fasies dan Lingkungan Pengendapan V.4 Perilaku Natrium dalam batubara Seam T, R,dan Q V.4.1 Distribusi Natrium Secara Horizontal V.4.2 Distribusi Natrium Secara Vertikal V.5 Hubungan Keterdapatan Natrium dengan Mineral Lain V.6 Rekomendasi Eksplorasi dan Penambangan Bab VI Kesimpulan dan Saran VI.1 Kesimpulan VI.2 Saran Daftar Pustaka Lampiran vii

11 DAFTAR GAMBAR Gambar I.1 Diagram alir penelitian... 5 Gambar II.1 Lokasi daerah penelitian... 6 Gambar II.2 Peta Cekungan Tarakan... 7 Gambar II.3 Peta pembagian Sub Cekungan Tarakan Gambar II.4 Stratigrafi Cekungan Tarakan Gambar II.5 Struktur regional Cekungan Tarakan Gambar II.6 Peta geologi lokal overlay dengan peta Landsat TM daerah Lati, Sub Cekungan Berau Gambar II.7 Kondisi morfologi dan sebaran batubara Lati, Berau Gambar III.1 Mineral lempung pada batubara: a) vitritic carbagillite; b) duritic carbagillite; c) kaolin-coal tonstein; d) granular K-tonstein; e) K-tonstein bentuk semu; f) K-tonstein padat non-kristalin. Perbesaran 100X Gambar III.2 a) kristal idiomorfik zircon dengan radioactive haloes. (360X); b) butiran kuarsa klastik (90X); c) phosphorite gel (180X); d) Kristal apatite idiomorfik (25X) Gambar III.3 Mineral karbonat pada batubara: a) konkresi siderit (90X); b) konkresi siderit tak beraturan (150X); c) karbonat terimpregnasi dengan fusinit (180X); d) rekahan kalsit (150X); e) gambut terdolomitisasi (30X); f) kristal dolomit idiomorfik (180X) Gambar III.4 Pirit framboidal Gambar III.5 Pirit dalam batubara: a) konkresi halus; b) pirit hasil perubahan siderit singenetik; c) dinding sel termineralisasi pada nodul kristal (90X); d) pirit singenetik yang terendapkan dalam cleat (150X) Gambar III.6 Apatit dalam dolomit Gambar IV.1 Peta titik lokasi pengambilan conto... Gambar V.1 Fragmen mineral silikat pada conto R-E-1 yang sudah membulat karena terbawa oleh air diantara maseral tellokolinit dan tampak kehadiran micro cleat Gambar V.2 Pirit singenetik (G6) yang tertanam pada kelompok maseral vitrinit (kode conto Q-E-2) Gambar V.3 Grafiks indeks detrital-authigenic conto batubara Gambar V.4 Plot nilai TPI-GI pada diagram Lamberson, Gambar V.5 Plot nilai GWI-VI pada diagram Calder, Gambar V.6 Gambar V.7 Gambar V.8 Gambar V.9 Komposisi maseral yang berasal dari kayu dan perdu pada conto batubara Seam T, R, dan Q Mineral Aegirirn (G5) yang terdapat diantara maseral tellokolinit pada conto R-E Mineral Aegirirn (G5) yang terdapat diantara maseral tellokolinit pada conto R-E Hasil analisis SEM dengan area mapping, memperlihatkan distribusi unsur Na dalam batubara secara merata dalam batubara pada kode conto E-R viii

12 Gambar V.10 Hasil analisis SEM dengan area mapping, memperlihatkan disribusi unsur Na dalam batubara secara merata dalam batubara pada kode conto E-R Gambar V.11 a) Statistik deskriptif univarian dan; b) Histogram kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam T Gambar V.12 a) Statistik deskriptif univarian dan; b) Histogram kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam R Gambar V.13 a) Statistik deskriptif univarian dan; b) Histogram kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam Q Gambar V.14 a) Sebaran titik kadar Na 2 O tinggi > 1 % dan kadar Na 2 O rendah < 1 %; b) Peta penyebaran kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam T Gambar V.15 a) Sebaran titik kadar Na 2 O tinggi > 1 % dan kadar Na 2 O rendah < 1 %; b) Peta penyebaran kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam R Gambar V.16 a) Sebaran titik kadar Na 2 O tinggi > 1 % dan kadar Na 2 O rendah < 1 %; b) Peta penyebaran kadar Na 2 O dalam abu batubara Seam Q Gambar V.17 Distribusi kandungan Na 2 O dalam batubara secara vertikal. 88 Gambar V.18 Grafik hubungan antara kandungan Na 2 O dan SO 3 pada batubara Lati-Berau Gambar V.19 Distribusi kandungan unsur Na dan S total dalam batubara secara vertikal Gambar V.20 Grafik hubungan antara kandungan Na dan belerang organik pada batubara Lati-Berau ix

13 DAFTAR TABEL Tabel II.1 Kolom stratigrafi daerah Berau Mobil Oil, Tabel II.2 Kolom stratigrafi area Lati (PT. Berau Coal) Tabel III.1 Peringkat batubara Tabel III.2 Mineral-mineral pada batubara Tabel III.3 Unsur-unsur jejak dan pengkayaannya Tabel IV.1 Titik koordinat lokasi pengambilan conto Tabel IV.2 Proporsi ukuran butir dan massa (ASTM 1996) Tabel IV.3 Hasil analisis proksimat dan nilai kalori batubara Tabel IV.4 Hubungan reflektasi vitirnit dan peringkat (rank) Tabel IV.5 batubara (Australia Standart, 1986) Hasil pengamatan kelompok maseral dan nilai reflektasi vitrinit conto batubara Tabel IV.6 Hasil pengamatan petrografi conto batubara Tabel IV.7 Hasil pengujian conto abu batubara Tabel IV.8 Tabel hasil analisis bentuk belerang Tabel IV.9 Unsur terdeteksi dalam conto batubara hasil analisis SEM area mapping Tabel V.1 Hasil perhitungan nilai TPI-GI Tabel V.2 Hasil perhitungan nilai GWI-VI x