Cuci Batubara.docx

2.7 Proses Pencucian Batubara Proses pencucian batubara dapat menggunakan dua prinsip pemisahan, yaitu : a. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan sifat densitas relatifnya. Batubara murni mempunyai densitas sekitar 1,3 sedangkan pengotornya mempunyai densitas relative diatas 2,2. b. Pemisahan batubara murni dengan pengotornya berdasarkan sifat ketertarikannya permukaannya terhadap air. Batubara mempunyai sifat tidak tertarik terhadap air (hydrophobic) sementara pengotornya bersifat tertarik terhadap air (hydrophilic). Prinsip fisika yang dipakai di dalam operasi pemisahan batubara bersih dari pengotornya berdasarkan densitas relatifnya adalah dengan prinsip endap-apung (float and sink). Proses dimana partikel mengendap ke dasar fluida dan membentuk endapan disebut settling. Teori pengendapan bebas (free setling) dipakai untuk operasi pemisahan partikel batubara dari pengotornya dengan cara diendapkan di dalam suatu larutan yang densitas relatifnya di antara densitas relatif batubara dan densitas relatif pengotor. Operasi pemisahan dengan cara pengendapan tidak mungkin dilakukan dalam kondisi pengendapan bebas karena ada partikel-partikel lain di dalam larutan yang mempengaruhi kecepatan pengendapan, kondisi pengendapan yang sebenarnya adalah pengendapan terintangi (hindered settiling). Pengendapan terrintangi dipengaruhi oleh sifat fisik partikel misalnya ukuran partikel, kekentalan larutan, dan densitas relatif partikel-partikel yang terlibat. Batubara yang datang dari muka penambangan biasanya terdiri dari batubara bersih yang bercampur dengan sejumlah pengotor yang densitasnya lebih tinggi daripada densitas batubara seperti shale, batu-batuan dan clay, yang harus dipisahkan di pabrik pencucian sebelum batubara dikirim ke pembeli. Alat-alat yang dipakai pada operasi pemisahan yang bekerja pada perbedaan densitas meliputi launder, meja goyang (shaking table) dan jig. Alatalat ini bekerja dengan bantuan gerakan air, baik secara horizontal, atau vertical, atau keduanya. Faktor yang mempengaruhi efisiensi proses alat-alat ini antara lain ukuran dan bentuk partikel. Larutan yang digunakan di laboratorium biasanya berupa larutan organic. Prinsip endapapung dipakai dalam skala industri untuk memisahkan batubara bersih dari pengotornya, tetapi tentu saja tidak mungkin menggunakan larutan organik untuk operasi pemisahannya karena biayanya akan sangat mahal dan sangat berbahaya. Operasi pemisahan skala industri dikenal nama pemisahan media berat (dense medium separation= DMS atau heavy medium separation= HMS) Prinsip pemisahan media berat adalah bentuk dan ukuran partikel tidak boleh berperan terlalu besar, pemisahan hanya didasarkan pada perbedaan densitas relatif. Agar bentuk dan ukuran partikel di dalam operasi pemisahan media berat, maka media pemisahannya harus tidak dalam keadaan mengalir (stationer). Semakin kecil arus media pemisah di dalam operasi pencucian, semakin kecil pula pengaruh ukuran dan bentuk partikel. Larutan yang ideal untuk pemisahan media berat adalah larutan yang mempunyai densitas relatif yang pasti dan tetap seperti misalnya perchlorethylene dan bromoform. Namun kedua larutan ini terlalu mahal bila dipakai untuk operasi berkapasitas besar sehingga perlu ditemukan larutan lain yang lebih murah. Salah satu alternatif yang pernah dicoba adalah dengan suatu larutan garam seperti misalnya Natrium Klorida (NaCl), Kalsium Klorida (CaCl2), dan Zinc Klorida (ZnCl2). Beberapa kerugian dengan larutan garam ini misalnya larutan bersifat kental dan lengket sehingga gerakan partikel batubara relatif lambat, kecuali bila densitas relatifnya lebih rendah, misalnya 1,35. Larutan bersifat korosif dan relatif

mahal. Selain itu, adanya garam yang tersisa dapat mempengaruhi sifat batubara dan konsekuensinnya akan merugikan pemakai batubara. Penggunaan larutan organic dan larutan yang mengandung garam tidak memuaskan operasi pencucian batubara dalam skala besar. Kemudian media lain dicoba dan ternyata sangat berhasil hingga sekarang. Media ini berupa partikel padat yang sangat halus yang dicampur dengan air membentuk suspensi. Suspensi adalah campuran bahan padat dengan bahan air. Partikel padat yang tidak larut dalam air ini digiling sampai halus sekali sehingga partikel ini tidak bisa mengendap selama operasi pencucian , akan tetapi terdistribusi secara merata ke seluruh bagian larutan. Cairan yang dipakai dalam preparasi batubara adalah suspensi air (densitas relatif = 1) dengan material padat mineral magnetit. Densitas relatif suatu suspensi ditentukan oleh komposisi air dan bahan padatnya. Misal, bila suatu suspensi terdiri dari 3ml air dan 0,5 cm3 bubuk magnetit halus (densitas relatif 4,8) maka densitas suspensinya: Berat 3 ml air dengan densitas relatif 1 adalah : 3 ml x 1 = 3 gram Volume suspensi adalah : 3 ml + 0,5 cm3 = 3,5 ml Berat bubuk magnetit adalah : 0,5 ml x 4,8 = 2,4 gram Berat suspensi adalah : 2,4 gr + 3 gr = 5,4 gram Densitas suspensi adalah : Suspensi magnetit yang dipakai pada pabrik pencucian pasti akan terkontaminasi oleh partikel batubara dan shale yang amat halus akibat dari pecahnya batubara selama operasi pencucian, akibatnya densitas relatif suspensi akan menjadi tidak tepat lagi. Karena densitas partikel kontaminan lebih rendah daripada densitas magnetit, maka kontaminasi akan menurunkan densitas relatif suspensi. Penurunan itu harus dinaikkan lagi dengan cara menambahkan lebih banyak magnetit. Bila kontaminasinya terlalu berat dan jumlah magnetit yang harus ditambahkan untuk mengembalikan densitas relatif suspensi terlalu besar, maka penanganannya akan menjadi lebih sulit karena terlalu kental. Oleh karena itu, setiap jenis suspensi mempunyai batasan kontaminasi yang mampu ditanganinya. Dengan demikian, harus ada tahap operasi pembersihan media yang efisien dan berkesinambungan untuk mengurangi jumlah kontaminasi. Ukuran partikel media memegang peranan penting terhadap sifat media berat. Semakin kasar partikel media maka partikel akan lebih mudah mengendap. Partikel kasar menimbulkan kondisi yang tidak stabil dan sebaliknya partikel halus menghasilkan kondisi yang lebih stabil. Waktu yang diperlukan oleh media padat untuk mengendap adalah ukuran kestabilan suatu suspensinya. Semakin kecil densitas relatif partikel, semakin stabil pula suspensinya. Kestabilan suspensi penting artinya untuk operasi konsentrasi batubara sehingga padatan tidak mudah mengendap. Konsentrasi magnetit yang tinggi membuat media menjadi kental. Slimes, yaitu partikel tanah liat yang amat halus akan menurunkan densitas relatif setiap suspensi magnetit dan untuk mempertahankan densitas relatif perlu ditambahkan lebih banyak magnetit. Dengan demikian, konsentrasi akan naik dan timbul masalah viskositas atau kekentalan. Untuk memperoleh media yang stabil, laju-endap media harus serendah mungkin. Persamaan pengendapan (persamaan 2.2) menunjukkan bahwa: …………………..(2.2) Maka laju endap dapat diperkecil dengan cara memperkecil diameter partikel (d), memperkecil densitas relatif media padat ), dan memperbesar tahanan fluida (R). Suspensi yang kental bersifat tidak mudah mengalir. Bila suatu media berubah menjadi

kental, maka partikel shale akan terapung di permukaan media. Peristiwa ini bukan karena densitas relatif media lebih tinggi daripada densitas shale, tetapi karena media terlalu tebal dan lengket untuk bisa mengendapkan shale. Karena shale mudah pecah oleh tekanan air menjadi lumpur. Suspensi ini sangat stabil dan merupakan slimes yang dikenal dalam operasi preparasi batubara, dapat dibentuk menjadi media yang murah. Magnetit adalah mineral yang jauh lebih keras daripada shale dan tidak aktif terhadap air. Densitas relatifnya dua kali shale. Suspensi magnetit dalam air jauh kurang kental dibandingkan dengan shale, dan magnetit tidak membentuk slime. Densitas relatif suspensi merupakan fungsi dari densitas relatif padat dan fungsi dari konsentrasinya. Yang terakhir ini dipengaruhi oleh ukuran partikel media padat. Dalam garis besarnya, semakin kasar partikel maka semakin tinggi konsentrasi yang dapat diijinkan tanpa harus menaikkan kekentalan sampai ke tingkat tertentu yang dapat menyebabkan separasi menjadi tidak efisien. Konsentrasi material halus yang terlalu tinggi menimbulkan masalah viskositas, sedangkan konsentrasi yang terlalu rendah menyebabkan ketidakstabilan. Pada saat menimbang media mana yang akan digunakan untuk pemisahan media berat harus memperhatikan semua faktor di atas, termasuk pengaruh slimes yang mungkin dihasilkan dari lapisan batubara.