Penentuan Kadar Air Bebas.docx

PENENTUAN KADAR AIR BEBAS PADA SAMPEL BATUBARA

I.

RUANG LINGKUP Standar ini meliputi cara mempersiapkan contoh sedemikian rupa sehingga contoh siap untuk dianalisis. Dari preparasi contoh ini dapat dihitung kadar air bebas.

II.

STANDART ACUAN ASTM D3302/D3302 M-12 ASTM D2234 ASTM D2013

III.

TUJUAN Setelah melakukan percobaan ini, mahasiswa diharapkan dapat :  Menentukan kadar air bebas dan sisa pada contoh batubara yang telah di preparasi.

IV.

DASAR TEORI Dalam batubara, moisture content paling sedikitnya terdiri atas satu senyawa kimia tunggal. Wujudnya dapat berbentuk air yang dapat mengalir dengan cepat dari dalam sampel batubara, senyawa teradsorpsi, atau sebagai senyawa yang terikat secara kimia. Sebagian moisture merupakan komponen zat mineral yang tidak terikat pada batubara. Dalam ilmu perbatuan, dikenal istilah moisture dan air. Moisture didefinisikan sebagai air yang dapat dihilangkan bila batubara dipanaskan sampai suhu 105°C. Sementara itu, air dalam batubara ialah air yang terikat secara kimia pada lempung. Semua batubara mempunyai pori-pori berupa pipa-pipa kapiler, dalam keadaan alami pori-pori ini dipenuhi oleh air. Didalam standar ASTM, air ini disebut moisture bawaan (inherent moisture). Ketika batubara ditambang dan diproses, air dapat teradsorpsi pada permukaan kepingan batubara, menurut standar ASTM air ini disebut moisture permukaan (surface moisture). Air yang terbentuk dari penguraian fraksi organik batubara atau zat mineral secara termis bukan merupakan bagian dari moisture dalam batubara. Analisis umum yang dilakukan pada batubara, baik oleh perusahan pertambangan atau oleh pembeli disebut sebagai analisis proksimat (proximate analysis). Analisis proksimat ini cukup sederhana tetapi memerlukan peralatan khusus dan standar.

Analisis proksimat terdiri dari empat nilai analisis yang jika dijumlahkan akan bernilai 100% yaitu: Kadar lengas (moisture) Kadar abu (ash) Zat terbang (volatile matter) Karbon tertambat (fixed carbon) Keempat nilai ini tidak dapat memberikan gambaran data mengenai struktur batubara, tetapi sangat bermanfaat untuk mengetahui tingkat pemanfaatan batubara di dalam industri pengguna batubara. Analisis sederhana seperti ini digunakan untuk mengetahui pengaruh penurunan batubara pada kondisi yang berbeda-beda, yaitu pada suhu tinggi dan suhu rendah, serta dengan atau tanpa udara.

Total Moisture Total moisture (TM) adalah moisture yang terkandung dalam contoh batubara yang diterima di laboratorium, yang mana menggambarkan kandungan moisture sumber batubara yang diambil contohnya tersebut. Lengas yang terdapat di dalam batubara, dapat menempel di permukaan partikel batubara atau berada di dalam partikel batubara. Karena itu dikenal kadar lengas bebas (free moisture), kadar lengas inherent (inherent moisture), dan kadar lengas total (total moisture). Kehilangan berat yang terjadi setelah sampel batubara yang diterima, digerus sampai berukuran 3 mm dan langsung dipanaskan di dalam oven pada suhu antara 104°C sampai 110°C dinyatakan sebagai kadar lengas total. Lengas bebas biasanya akan terlepas ke udara apabila batubara dibiarkan di dalam suatu ruang pada suhu kamar, sampai terjadi kesetimbangan dengan kondisi udara di sekitarnya. Kehilangan berat selama sampel ditempatkan di dalam ruang pada suhu kamar disebut lengas bebas. Lengas bebas terdapat di dalam batubara secara mekanik, pada permukaan dan di dalam craks serta pada lubang-lubang kapiler yang cukup besar, dan lengas bebas mempunyai tekanan uap normal. Kadar lengas bebas pada prinsipnya tergantung pada kondisi basah atau kering selama batubara terekspos saat penambangan, benefisiasi, transportasi, handling dan storage serta pada distribusi ukuran batubara, di mana batubara yang halus lebih banyak mengadsorpsi lengas dibandingkan batubara yang kasar. Moisture yang datang dari luar saat batubara itu ditambang dan diangkut atau terkena hujan selama penyimpanan disebut free moisture (standar ISO) atau air-dry loss (standar ASTM). Moisture jenis ini dapat dihilangkan dari batubara dengan cara dianginkan atau dikering-udarakan. Moisture in air-dried sample (ISO) atau residual moisture (ASTM) ialah moisture yang hanya dapat dihilangkan bila sampel batubara kering-udara yang berukuran lebih kecil dari 3 mm (-3 mm) dipanaskan hingga 105°C. Penjumlahan antara free moisture dan residual moisture disebut total moisture. Data moisture dalam batubara

kering-udara ini digunakan untuk menghitung besaran lainnya dari basis kering-udara (adb), bebas- ash (daf) dan basis kering, bebas-mineral matter (dmmf). Kandungan air total merupakan dasar penilaian yang sangat penting. Secara umum, tinggi rendahnya kandungan air berpengaruh pada beberapa aspek teknologi penggunaan batubara terutama dalam penggunaan untuk tenaga uap. Dalam penggerusan, kelebihan kandungan air akan berakibat pada komponen mesin penggerus karena abrasi. Parameter lain yang terpengaruh oleh kandungan air adalah nilai kalor. Semakin besar kadar air yang terkandung oleh batubara maka akan semakin besar pula nilai kalor dalam pembakaran. Penentuan kandungan air didalam batubara bisa dilakukan melalui proses satu tahap atau proses dua tahap. Proses dilakukan dengan cara pemanasan sampel sampai terjadi kesetimbangan kandungan air didalam batubara dan udara. Penentuan kandungan air dengan cara tersebut dilakukan pada temperatur diatas titik didih air (ASTM 104-110o C). V.

ALAT DAN BAHAN 1. ALAT Peralatan yang digunakan terdiri dari : 1) Oven 2) Pan/Loyang pengering 3) Desikator 4) Top loading balance 5) Neraca analitik 6) Cawan + Penutup 2.

VI.

BAHAN Batubara yang telah di preparasi ( berukuran -60+170 Mesh)

LANGKAH KERJA 1. Memanaskan cawa kosong pada kondisi dimana sampel akan dikeringkan,didinginkan,cawan berikut tutup dalam desikator selama 15-30 menit. 2. Menibang 1 gr sampel, lalu menuangkannya ke dalam cawan, menutup dan menimbang sampai berat konstans (± 0,1 𝑔𝑟). 3. Menempatkan cawa tanpa tutup ke dalam oven yang sudah di panaskan pada suhu 107±oC, kemudian menutup oven, memanaskannya selama 1 jam, lalu membuka oven, cawan segera ditutup dan memasukannya kedalam desikator. 4. Menimbang segera setelah pencapaian suhu ruang.

VII.

VIII.

DATA PENGAMATAN Penentuan kada air bebas : No Keadaan 1 Sampel Batubara 2 Cawan+Batubara A 3 Cawan+Batubara B 4 Cawan+Batubara (Pemanasan I) A 5 Cawan+Batubara (Pemanasan II) A 6 Cawan+Batubara (Pemanasan I) B 7 Cawan+Batubara (Pemanasan II) B

Berat (gr) 1 53,78 57,24 53,73 53,67 57,21 57,15

PERHITUNGAN Rumus : 𝐿

ADL = 𝐺 x 100% Keterangan : ADL : Kadar air bebas L : Kehilangan berat selama pengeringan (gr) G : Berat sampel awal (gr) Sampel A : % Kehilangan berat/jam

:

(53,73−53,67)𝑔𝑟 53,78 𝑔𝑟

𝑥 100 %

: 0,11156 % % Kadar air bebas

𝐿

: 𝐺 x 100 % :

(53,78−53,67)𝑔𝑟 1 𝑔𝑟

𝑥 100 %

: 11 % Sampel B : % Kehilangan berat/jam

:

(57,21−57,15)𝑔𝑟 57,24 𝑔𝑟

𝑥 100 %

: 0,1048 % % Kadar air bebas

𝐿

: 𝐺 x 100 % :

(57,24−57,15)𝑔𝑟

:9%

1 𝑔𝑟

𝑥 100 %

IX.

X.

ANALISIS PERCOBAAN Percobaan yang dilakukan kali ini terfokus pada penentuan moisture batubara, moisture itu sendiri ialah air yang menguap dari batubara apabila dipanaskan. Yang akan ditentukan ialah kadar air bebas (free oisture) yang terkandung dalam batubara, air bebas merupakan air yang dibebaskan pada contoh yang dikeringkan dalam suhu kamar. Bahan yang digunakan dalam percobaan ini adalah batubara yang telah dipreparasi dengan ukuran (-60+170) Mesh, serta oven dan desikator. Sampel yang dibutuhkan sebanyak 1 gram (A & B), setelah sampel A & B diambil, kedua sampel tersebut dimasukan kedalam oven selama 30 menit,guna dipanaskan sampel agar air pada batubara dapat menguap dan sampel tersebut kering. Saat telah mencapai 30 menit dengan suhu 40oC,sampel dikeluarkan dari oven dan segera dimasukan ke dalam desikator, hal ini dilakukan untuk uap air diudara tidak masuk ke dalam sampel. Setelah sampel tersebut kembali dingin,sampel kembali di timbang dan sampel tersebut mencapai berat konstan (±0,1 𝑔𝑟), percobaan dilanjutkan seperti percobaan sebelumnya hingga berat mencapai konstan, sehingga percobaan tersebut dilakukan sebanyak 2x. Setelah percobaan selesai dilakukan, kadar air bebas didapat sebesar 11% (Sampel A) dan 9% (Sampel B), sehingga percobaan ini membuktikan bahwa adanya kadar air pada batubara yang harus dipanaskan agar air dapat menguap, karena semakin tingginya kadar air yang terkandung, maka kualitas batubara akan menurun dan nilai jual batubara tersebut juga menurun, serta terjadinya perbedaan kadar air bebas pada batubara karena memiliki pori-pori pada permukaan batubara.

KESIMPULAN Dari percobaan yang telah dilakukan, dapat disimpulkan bahwa :  Kehilangan berat/jam pada : - Sampel A : 0,11156 % - Sampel B : 0,1048 % 

XI.

Kadar air bebas pada : - Sampel A : 11 % - Sampel B : 9 %

DAFTAR PUSTAKA Penuntun Praktikum Analisis Batubara.2018/2019.Penentuan Kadar Air Total Pada Contoh Yang Telah Di Preparasi.Politeknik Negeri Sriwijaya,Palembang.