PENENTUAN DENSITAS BATUBARA
I.
Tujuan Percobaan
Setelah melakukan
percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat:
1. Menjelaskan
pengertian dan peranan sifat fisik batubara.
2. Menentukan
densitas batubara.
II.
Alat dan Bahan
Alat
yang digunakan:
-
Piknometer - Pipet tetes
-
Labu ukur - Pipet Volume
-
Gelas kimia - Bola karet
-
Pipet ukur - Kaca Arloji
-
Spatula - Neraca Analitik
-
Corong
Bahan
yang digunakan: Batubara hasil preparasi sampel (-60 mesh)
III.
Dasar Teori
Perlunya
mengenal sifat fisik karena secara tidak langsung juga menerangkan tentang
hubungannya dengan sifat kimia. Sebagai contoh, ukuran pori batubara, yang
merupakan sifat fisik batubara, merupakan faktor utama dalam menentukan
reaktivitas kimiawi batubara (Walker, 1981). Dan efek kimiawi dari swelling index dan pengkokasan batubara memiliki efek substansi pada
penanganan batubara atau selama operasi konversi batubara.
a. Densitas
(spesific graffity)
Padatan
yang porous seperti batubara, memiliki tiga perbedaan dalam pengukuran
densitasnya; true density, particle
density, dan apparent density.
Apparent density
batubara dapat dilakukan dengan cara membenamkan sampel batubara di dalam cairan
dan kemudian mengukur cairan yang terpindahkan. Untuk prosedur ini, cairan
harus: (1) membasahi permukaan batubara, (2) tidak ada absorbsi yang kuat pada
permukaan, (3) tidak menyebabkan pengembangan, dan (4) menetrasi pori batubara.
True density batubara
ditentukan dengan menggunakan prinsip pemindahan Helium. Helium baik digunakan
sebab dapat menetrasi pori-pori sampel batubara tanpa menyebabkan interaksi
secara kimiawi.
Particle density
adalah berat suatu unit volume padatan termasuk pori dan rekahan (Mahajan dan
Walter, 1978). Densitas partikel dapat ditentukan dengan cara satu dari tiga
metode; (1) mercury displasment (Gan
et al, 1982), (2) aliran gas (Ergun, 1951), atau (3) Silanization (Ettinger dan Zhupakhina, 1960).
Densitas
batubara dapat bervariasi yang menunjukkan hubungan antara rank dan kandungan
karbon. Batubara dengan kandungan karbon 85% biasanya menunjukkan suatu derajat
ciri hidropobik yang lebih besar dari batubara ber-rank paling rendah.
Bagaimanapun,
hasil temuan terbaru pada prediksi sifat hidropobik batubara mengindikasikan
bahwa korelasi karakteristik kandungan air lebih baik daripada kandungan
karbon. Dan begitupun rasio kandungan air/karbon lebih baik daripada rasio
atomik oksigen/karbon. Begitupun, terdapat suatu hubungan antara sifat
hidropobik batubara dan kandungan air (Labuschagne, 1987; Labuschagne, 1988).
Kecenderungan
bahwa densitas batubara bernilai minimum pada kandungan karbon 85%. Sebagai
contoh, karbon batubara 50-55% akan memiliki densitas
, dan cenderung berkurang hingga
untuk batubara mengandung 85% karbon diikuti
dengan peningkatan
untuk batubara dengan kandungan karbon 87%.
Sebagai pembanding, desitas graphite
juga mengikuti kecenderungan ini.
Walaupun
variasi densitas tidak begitu besar, umumnya densitas untuk (maseral) atau yang
memiliki kandungan karbon yang sama adalah exinite
< vitrinite < micrinite.
Density
insitu batubara memberikan pengertian bahwa lapisan batubara dapat ditunjukkan
sebagai
.
Dalam
standar ASTM D291 dinyatakan dalam berat batubara ter-crusher per cubic feet,
yang mana bervariasi dengan ukuran partikel batubara dan dengan cara pengisian
dalam sebuah container.
b. Densitas
Relatif
Densitas relatif batubara tergantung
pada rank dan mineral pengitirnya.
Data densitas relatif diperlukan untuk membuat sampel komposit dalam menentukan
banyaknya asap (steam). Selain itu
diperlukan juga sebagai faktor penting dalam mengubah cadangan batubara dari
unit volume menjadi unit massa.
Penentuan dilakukan dengan menghitung
banyaknya kehilangan berat pada saat dicelupkan ke dalam air. Cara terbaik
adalah dari data berat batubara dengan menggunakan piknometer. Grafik dibawah
ini memberikan hubungan antara densitas relatif terhadap kandungan abu untuk
batubara dan serpih karbon di cekungan Agades.
Pengukuran
berat jenis tergantung tujuan penggunaan:
-
Bulk
density adalah berat per satuan volume batubara lepas,
gunanya untuk menghitung besarnya stockpile.
-
Apparent
density adalah berat jenis bongkah batubara termasuk inherent moisture, mineral matter dan udara di dalam pori.
-
True
density adalah berat jenis batubara yang bebas dari udara
dan air yang tidak terikat, tetapi termasuk mineral matter.
Faktor-faktor
yang mempengaruhi besarnya berat jenis, antara lain:
-
Rank:
umumnya batubara dengan rank yang
tinggi makan mempunyai berat jenis yang tinggi pula. Hal ini dapat disebabkan
oleh perubahan-perubahan yang terjadi selama proses pembentukan batubara, yaitu
terbentuknya grup-grup hidrokarbon yang lebih berat.
-
Komposisi petrografik: exinite, micrinite, dan fusinite.
-
Impurities:
air dan mineral yang ada di dalam batubara.
IV.
Langkah Kerja
Penentuan Densitas Batubara (ASTM D 167-73)
a. Membuat
larutan typol (teepol CH53)
o,1% dalam beaker glass. Menyimpan
larutan dalam desikator jika didalamnua terdapat gelembung.
b. Mengisi
piknometer dengan larutan typol sampai lubang kapilernya terisi penuh, kemudian
timbang (P).
c. Memindahkan
sebagian larutan typol dari piknometer menggunakan pipet sampai kira-kira ½
bagian volumenya.
d. Menimbang
satu gram sampel batubara (-60 mesh), memasukkannya ke dalam piknometer berisi
setengah larutan typol menggunakan corong kecil.
e. Menunggu
hingga gelembunfg batubara dan larutan typol hilang kemudian jika batubara
sudah jatuh semua ke dalam larutan typol (mengendap) lalu menambahkan kembali
larutan typol ke dalam piknometer sampai penuh dan timbang (W1).
Perhitungan
Hasil:
W = berat sampel (gr)
W1 = berat piknometer + typol + sampel (gr)
P = berat piknometer + typol (gr)
V.
Data Pengamatan
No.
|
Berat Sampel (gr)
|
Berat piknometer + typol (gr)
|
Berat piknometer + typol + sampel (gr)
|
1.
|
10
|
152,4
|
152,7
|
2.
|
10
|
152,4
|
152,5
|
VI.
Data Perhitungan
Volume piknometer :
24 ml
Berat jenis typol (dari internet) : 1,028
-
Berat jenis batubara sampel 1:
-
Berat jenis batubara sampel 2:
VII.
Analisa Hasil Percobaan
Dari percobaan penentuan densitas
batubara yang termasuk salah satu pengujian fisik batubara digunakan batubara
berukuran (-60 mesh). Hal ini dikarenakan yang berukuran -60 mesh masih berat
sehingga mudah tenggelam dan larutan typol mudah masuk ke dalam pori-pori
batubara, sehingga waktu pengendapan tidak terlalu lama. Larutan yang digunakan
adalah larutan typol 0,1% yang dimasukkan ke dalam piknometer kemudian
ditimbang, setelah ditimbang, piknometer yang berisi larutan typol diambil
larutannya hingga ½ volume piknometer. Kemudian sampel batubara -60 mesh yang
telah ditimbang dimasukkan ke dalam piknometer menggunakan corong lalu tunggu
hingga busanya hilang kemudian isi lagi larutan typol sampai tanda batas lalu
timbang.
Dari rangkaian percobaan dapat dihitung
nilai densitas dari batubara tersebut. Dapat dianalisa bahwa ketika batubara
dimasukkan ke dalam larutan typol yang terlah hilang gelembungnya menjadi ada
gelembung kembali karena adanya kandungan udara yang mengisi pori-pori
batubara. Beberapa bagian batubara langsung mengendap ke dasar piknometer dapat
dianalisa sebagai sudah terisinya pori-pori batubara bersamaan dengan masuknya
batubara ke dalam larutan dan memiliki pori yang cukup besar untuk larutan
memenuhinya dengan cepat. Sementara batubara yang terlihat melayang dapat
dianalisa sebagai batubara yang memiliki pori-pori kecil sehingga membutuhkan
waktu yang lebih lama untuk tenggelam.
Percobaan ini menggunakan prinsip Apparent density karena sampel
dicelupkan ke dalam air/larutan dan memenuhi empat syarat apparent density, yaitu membasahi permukaan batubara, tidak ada
absorbsi yang kuat pada permukaan, tidak menyebabkan pengembangan dan menetrasi
pori batubara.
VIII.
Kesimpulan
Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa:
·
Pada percobaan kali ini dilakukan
penelitian densitas true density,
yaitu densitas zat padat (batubara) yang sesungguhnya dengan menggunakan metode
apparent density.
·
Penentuan densitas batubara menggunakan
larutan typol 0,1%.
·
Rumus yang digunakan untuk mencari
densitas batubara:
·
Dari hasil percobaan didapatkan:
-
Densitas batubara 1 = 1,468 gr/ml
-
Densitas batubara 2 = 1,425 gr/ml
·
Dari hasil percobaan, sampel yang diuji
adalah benar batubara karena secara teoritis densitas batubara adalah 1,3 – 1,5
gr/ml.
·
Batubara adalah mineral bahan bakar yang
terbentuk sebagai suatu cebakan sedimenter yang berasal dari penimbunan dan
pengendapan hancuran bahan selulosa yang berasal dari tumbuh-tumbuhan.
DAFTAR
PUSTAKA
teknikpertambangan.wordpress.com/2009/11/27/propertis-fisik-batubara
ilmubatubara.wordpress.com/2006/10/07/uji-mekanik
id.scribd.com/doc/109427330/Karakteristik-Batubara
Jobsheet Penuntun
Praktikum Analisis Batubara. 2013. Politeknik Negeri Sriwijaya.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar