Coal Geology
Transcript of Coal Geology
UNSUR NILAI AKHIR
BOBOT. TEORI (UTS +UA) 5oo/o' TUGAS BACAAN 20o/o' SOAL-SOAL 2Ao/o' KEHADIRAN 10o/o
CARA PENILAIAN
. C : Rata2-0,5 Sdev. - Rata2+0,5 Sdev.
. B : Rata2+0,5 Sdev.-- Rata2+1,5 Sdev.
. A:>Rata2+1,5 Sdev.
. D : Rata2-1 ,5 Sdev.--Rata20,5 Sdev,
. E : <Rata2-1 ,5 Sdev.
2
- , r L
KULIAH YANG TERKAIT ERAT
. SEDIM ENTOLOGI/STRATIGRAFI
. WELL LOGGING
. GEOLOGI STRUKTUR
JADWAL KULIAH
Minggu | :Minggu l l& l l l :Minggu lVMinggu V sld VllMinggu Vl l lMinggu lXMinggu X s/d XllMinggu Xl l lMinggu XIVMinggu XV
PendahuluanTerjadinya BatubaraLingk. PengendapanKualitas BatubaraUjian Tengah SemesterPenggolongan BatubaraEksplorasi Batubara
: Pengolahan / Penggunaan: Batubara & Lingkungan: Resume
dii - ',--11"+ 't'
TERJADINYA BATUBARA
. 4(EMPAT) PERTANYAAN:
. DARI MANA BATUBAM BEMSAL
. BAGAIMANA PROSES PERUBAH-ANNYA
. APA SYARATNYA AGAR PROSESDAPAT BERI.ANGSUNG
. DIMANA BATUBARA DIENDAPKAN
BERA$AL .DARITUI\IIBU}.{AN
BUKTINYA?-KENAMPAKAN
- KOMPOSISI KIMIAWI
KENAMPAKAN &TAFSIRANNYA
KOMPOSISI KIMIAWI
. KOMPOSISI KIMIA, TUMBUHAN- Carbon (C) 49o/o- Hidrogen (H) 6%- Oksigen (O) 44%- Sulfur dan Nitrogen 1o/o
. KOMPOSISI BATUBARA- JUGA C, H dan O serta S dan N
yang bervariasi menurut "rank"
TUMBUHAN YANGMENJADI BATUBARADIBEDAKAN MENJADI
. TUMBUHAN DARAT ) humiccoal
. TUMBUHAN AIR:GANGGANG )sapropelic coal
PROSESNYA?
SECARA SINGKAT:. TUMBUHAN 9 GAMBUT: PEATIFIKASI
(PENGGAMBUTAN)
. GAMBUT ) BATUBARA: COALIFIKASI(PEMBATUBARAAN)
. BAGAIMANAPERUBAHAN TERJADI &
FAKTOR APA YANG BERPERAN
YANG BERPERAN ??
. YANG BERPERAN ADALAHBAKTERI
. BAKTERI, DALAM RANGKA.MENCARI MAKAN" DIA MERUSAKIKATAN-IKATAN KIMIAWI YANGADA DALAM ORGANISME
. HASIL PEKERJAANNYA: BAHANORGANIK MENJADI :AlR, GAS DLL
. KITA MENYEBUTNYA "MEMBUSUK'
. UNTUNG TIDAK SEMUAMEMBUSUK.
(c6 Fl6ou 1n t{2o , Nc6H12o6
Selu iosa Guta
t ? H 9 t s i .chb-c-c{f+ H-OH , \ c : o - 4
c!rtQ*c.\ H rt. , - N O H
Protein
( ' - {o {Hzo -
H Orucnui c-ou
aaY'a
Gambar 3 2, Conloh translormssi dari biopotimer ke geomonoftet
KOMPOSISIKAYU-GAMBUT-BATUBARA
nra uame
e47
t-
PERUBAHANTUMBUHAN
@ r !
/+-..+
\{_Y*
I
SYARAT PEMBENTUKANGAMBUT
. IKLIM ) HANGAT, PANAS, BASAH- TUMBUHAN BANYAK & SUBUR- DEKOMPOSISI CEPA]
. PALEOGRAFI:- MEMUNGKINKAN TERJADINYA
AKKUMULASI- TERHINDAR DARI INVASI SEDIMEN
SUNGAI DAN/ATAU LAUT- MEMUNGKIN TERJADINYA
PENGAWETAN
SELANJUTNYA:
. JIKAOKSIGEN BERLIMPAH DANBAKTERI CUKUP, SEMUA UNSURTUMBUHAN AKAN BERUBAH.- CELLULOSE t GLYCOSE ) CO2 dan H2O
. TETAPI PROSES ITU TIDAK SEM-
PURNA 100%, a.l. karena tercn-
dam ) ADA SISA ) BERGABUNGI
BERKUMPUL MENJADI GAMBUT.
CIRI-CIRI GAMBUT
. Moisture >75o/o
. Carbon content(daf)<60%(max.64%)
. Dapat dipotong dengan pisau
. Air dapat diperas dengan tangan
. KEGIATAN BAKTERIAEROBDILANJUTKAN OLEHBAKTERIUN-AEROB
PERANAN IKLIM
PERBANDINGAN KAYU &GAMBUT
. 65%CELLULOSE
. 30% LtGNtN.
. SYoBITUMINUS
CONSTITUENT
. 5% MINERALMATTER
. 10% BITUMINOUScoNsr.
. 35% HUMIC corusr
. 30% HUMTC ACID
. 2OOIO HUMATES,
LIGNIN
DAPAT DISIMPULKANBAHWA:
. GAMBUT HANYA MUNGKINTERJADI DI:-TEMPAT YANG ADA TUMBUHAN_TEMPATYANG AIR_TEMPAT YANG ADA BAKTERI
. TEMPAT SEPERTI ITU
DISEBUT: RAWA
KENAMPAKAN RAWA
CONTOH LAINNYA
KENAMPAKAN RAWA
CONTOH ESIA DIINDONESIA
RAWA DI INDONESIA
POSISI RAWA DISIMPULKAN
PERANAN LINGKUNGAN
. MEMPENGARUHI LUAS TIDAKNYAPENYEBARAN LAPISAN BATUBARA
. MEMPENGARUHI BENTUK LAPISAN
. MEMPENGARUHI KUALITASBATUBARA
PENGENDAPAN
. ENDAPAN BATUBARA YANG BERARTIHANYA AKAN TERJADI DITEMPATYANG SESUAI.
. SYARATNYA:-TUMBUHAN CUKUP_AIR TERGENANG CUKUP, UNTUKMENG-
HALANGI OKSIDASI/PENGURAIAN OLEHBAKTERI
- ENDAPAN IN-ORGANIK TERBATAS
BENTUK-BENTUK LAPISAN. PERLU DIPAHAMI CARA TERJADINYA
BERBAGAI BENTUK LAPISAN- MULTI LAPISAN- LENSA- SPLIT-'INTRUSI KLASTIK'- DAN LAIN-LAIN
PENGENDAPAN DAN BENTUK-BENTU KLAPISAN BATUBARA
. MATERI YANG AKAN DIBAHAS:* DIMANA BATUBARA DIENDAPKAN- BENTUK-BENTUK LAPISAN BATUBARA- KENAMPAKAN UNIK/KHAS DALAM LAPISAN
BATUBARA- PARTTNG(S)- SPLITTING- DAN LAIN.LAIN
. MENGAPA LAPISAN BISA LEBIH DARISATU.
LINGKUNGAN PENGENDAPAN
. DATARAN BANJIR (Flood Plain):- daerah di sisi sungai, biasanya morfologi
rendah.. ALLUVIAL FAN:
- daerah di depan gawir, biasanya berassosiasioengan sesar.
. DATARAN DELTA
. DATARAN PANTAI
YANG MEMPENGARUHIBENTUK LAPISAN
. PENYEBABNYA ADALAH:-MORFOLOGI TEMPAT PENGENDAPAN_ PROSES PENGENDAPAN, BAIK SKALA
KECIL MAUPUN SKALA BESAR.-TEKTONIK
. SESUDAH PENGENDAPAN- INTRUSI MAGMATIK_ SESAR_ SLUMPING
f
MORFOLOGI TEMPAT PENGENDAPANDAN BENTUK LAPISAN
. SYARAT TERJADINYA GAMBUT ADA-LAH: ADA TUMBUHAN DAN ADA AIR.
. JIKA TIDAK ADA SALAH SATUNYAMAKA TIDAK AKAN ADA GAMBUT(JUGA TDK ADA BATUBARA).
. ) ADA LAPISAN LUAS:ADA YANGTERBATAS.
. Lihat gambar-gambar.
TERJADINYA SPLITTING
. SPLITTING BISA TERJADI KARENA:- PERBEDAAN KECEPATAN PENURUNAN
TEMPAT PENGENDAPAN". JUGA KARENA PERBEDAAN LAJU
KOMPAKSI BATUAN DASAR.
-SLUMPING'
. BATUAN ALAS LEMPUNG YANG PLASTISMUDAH BERGERAK BILA MENDAPATTEKANAN (TERUTAMA BILA POSISINYAMIRING)) MENGHASILIGN'SLUMPING'
. LAPISAN YANG ADA DIATASNYA(TERMASUK BATUBARA) IKUT BERUBAHBENTUK.
. DAPAT DIKELIRUKAN DENGAN HASILSESAR TEKTONIK.
TERJADINYA PARTING(S). VOLUME BAHAN ENDAPAN KLASTIK DI-
PENGARUHI OLEH IKLIM ) PENGHUJANBANYAK; MUSIM KERING SEDIKIT.
. PADA SAAT BANYAK)TERJADI BOBOLAN) HASILNYA 'PARTINGS".
. KECEPATAN PENURUNAN YANG TIDAKSEIMBANG DENGAN PERTUMBUHANTUMBUHAN ) MENGHASILKAN PARTING
. PROSES LETUSAN GUNUNGAPI JUGABrsA MENGHASTLKAN PARTTNG(S).
INTRUSI BAHAN KLASTIK
. BATUAN LEMPUNG YANG BIASANYABERADA DI BAWAH LAP. BBR BER-ADA DALAM KONDISI PLASTIS.
. BILA LAP.BATUBARA DIATASNYARETAK OLEH SESUATU PENYEBAB,LEMPUNG BISA MENUSUK MELALUIRETAKAN ) BENTUK MIRIP INTRUSI.
TEKTONIK dapat mengakibatkan:
. PERMUKAAN BUMI TURUN/NAIK +OROGENESA.- Contoh: adanya batukapur di Padalarang
. JUGA: PERUBAHAN MUKA LAUT.- Ditafsirkan dari sequence batuan; endapan
darat ) endapan laut.. DAPAT MENGAKIBATKAN BATUAN
PATAH DAN BERGESER.
2
PEMBATUBAR/MN(coAltFtcATtoN)
. BERMULA DARI TAHAP BROWN COAL
. APA SAJA YANG TERJADI?:* PENGURANGAN POROSITAS (karena OB)- DEKOMP. KEL. OH, COOH, OCH3, CO- PENGURANGAN MotsruRE (r 3% - 100 m tambah oB).
. TEMPERATUR BERTAMBAH I(ARENA:- GEOTHERMAL GRADIENT- ADA TIDAKNYA INTRUSI- LAMANYA PENGARUH TEMPEMTUR
PENGURANGAN POROSITASKARENA TEKANAN OVERBURDEN
TERLEPASNYA grup OHcooH, ocH3,co
. KOMPONEN-KOMPONEN TERSEBUTLEPAS DALAM WUJUD Air DAN gasCO,
. OLEH KARENA BANYAK UNSUROKSIGEN DAN HIDROGEN LEPASMAKA UNSUR CARBON RELATIFBERTAMBAH.
PENGARUH TEMPERATURE
Fig" 33 Ne@ssary timeltemperature relation to form a 19% VM Coal
tuEtbnd &atng ldF10 50
TAHAPAN PEMBATUBARAAN
. TUMBUHAN. GAMBUT (Peat)
. LIGNIT(Lignite) - BROWN COAL. SUB BITUMINOUS COAL
. BITUMINUS(Bituminous) COAL. ANTRASIT (Anthracite) COAL
PENGURANGAN MOISTURE. Pengurangan Moisture k.l. 3%/100m
r]ig
33
E
E
Fig 32 Moislurc content versus lhe thickness of overburden (1 3)
TEMP. dan WAKTU. Batubara dengan VM = 19% bisa dicapai
apabila:- >2000 C diperlukan 10 iuta tahun- >1500 C diperlukan 50 juta tahun- >1000 C diperlukan 200 juta tahun- 50-600 C tidak pernah tercapai
. "duration of heatinq:
. Temp. dan Waktu sangat berperan
BROWN COAL ) HARD BC
. PENGURANGAN AIR TERUSBERLANGASUNG
. SEIRING NAIKNYA TEMP. )ALTERASIGEOKIMIA MENINGKAT:-Temp.50' : l ignin ) humic acid(intramol.oxid)- Berlanjut menjadi HUMINES (GELS): cirinya:
COLLOIDAL & STRUCTURELESS.. Lih. Tabel.
PEMBATUBARAAN & DURASIPEMANASAN
se€rm ldw
g '
; .d .
:n t s ,
Fig 34 Coalification and ductlon ofhealing (15)
KARAKTER BROWN COAL
tab le 3 : c less i f ieL io f l dd proPe i l ies c ! b rovn coa ls
AKHIR BROWN COAL
. DITANDAI OLEH: SEMUA CELLULOSE &LIGNIN TELAH BERUBAH MENJADIHUMINES
. Volatile Matter x 43o/o daf
. Bahan bituminous (spores, pollens dll)belum berubah.
. Gores masih coklat = lignite
. Larutan dalam KOH = Coklat
I 1
Selanjutnya:. AKAN TERJADI PADA TEMP.65OC.. HUMINES disebut VITRINITE
- NON-AROMAT|C HTLANG (C2H4, CaH6). FRAKSI BITUMINOUS JUGA BERUBAH.
PADA l lOO,TIDAK BISA DIBEDAKANLAGI DGN VITRINITE
. Lih.gambar:
r
Non Aromatic(kiri) danAromatic(kanan)
ethylen€ C2i4 oE cs2 = cH2 H . Hzc=Cr$ l s t h e s L r u c L u l e c = c
H C / \ C HH H l l l l
H C T I C Hcycropropane cr H6 \C=C/
" i th tb€ s*ucruie H{ H H
Aromat membesar
SIFAT PERUBAHAN
. PERUBAHAN BROWN COAL(L|GN|T)KE ANTHRASIT TIDAK BERLANG-SUNG SECARA LINIER TETAPITERJADI PERUBAHAN TIBA-TIBA(LONCATAN2)
. (lih. Gambar)
LOMPATAN.LOMPATAN
. LOMPATAN l:tahap hvBC- Munculnya: ethylbenzene CuH.,o
. LOMPATAN ll:tahap mvBC- Lepasnya Oksigen sbg CO, dan HrO- Lepasnya Hidrogen sbg CHo
. Berlangsung cepat. LOMPATAN lll: batas semiAnth. -Anth.
- Percepatan naiknya Vit. Reflectance.
7 5 S $ 6 4 2dtu(id.0 h@n{*d.rl
0 5 { 0 s m 1 0 $ 5 o m ? m 3 m wfifu@) |eMtsd'D ffitsl ffiuh@r0
Flg. 36. Charutdistlcs ol v|flnlb tor ditlonit &!@ of ce{ficdon
f-
CATATAN. OLEH KARENA PEMBATUBARAAN
TIDAK BERLANGSUNG SECARALINIER MAI(A DALAM PENGGOLONG-AN BATUBARA PARAMETERKUALITAS YANG DIPAKAI TIDAKHANYA SATU.
. UNTUK RANK RENDAH DIPAKAI NILAII(ALORI; UNTUK RANK TINGGI DIPAKAICV atau VM.
PERUBAHAN TUMBH ) BBR
4
KUALITAS BATUBARA
. KITA SUDAH MEMPELAJARI- CARA TERJADINYA- DIMANA DIA TERJADI- BENTUK-BENTUK LAPISANNYA
. SEKARANG KITA AKAN MEMPELAJARIBATUBARA MELALUI:- ANALISIS KIMIAWI_ PENGUJIAN-PENGUJIAN
KOMPONEN-KOMPONENUTAMA DALAM BATUBARA
. KOMPONEN-KOMPONEN UTAMA DALAMBATUBARA ADALAH:- MOISTURE(LENGAS)_ MINERAL MATTER(BAHAN MINERAL)- PURE COAL(CLEAN COAL)
. BERDASARKAN ADA TIDAKNYA UNSURTERSEBUT, DIKENAL TERMINOLOGI?asls".
. MENGINDIKASIKAN: DALAM KEADAANBAGAIMANA NILAI KUALITAS ITUDILAPORKAN.
ISTI LAH.ISTI LAH "8AS/S"
. As received disinqkat: ar
. Air dried disinqkat ad atau adb
. Dry disinqkat db
. Dry ash free disingkat daf
. Dry mineral matter free disinqkat dmmf
. HARUS DICANTUMKAN SETIAP KITAMENULISKAN NILAI PARAMETERKUALITAS,
LENGAS (MOTSTURE)
. JENIS MOISTURE:- LENGAS BEBAS (PERMUKAAN): menempel
dipermukaan, berasal dari air hujan, air semprotiandll. mudah menguap dalam kondisi laboratorium.
- LENGAS INHEREN: lengas dalam kapiler; dalammineral; +terlepas bila dipanasi 105-1'l0o C
- JUMLAH duanya disebut TOTAL MOISTURE- Mempengaruhi Nilai Kalori batubara
ANALISA PROKSIMAT
. PARAMETER KUALITAS YANGDIPEROLEH:
- LENGAS (MOISTURE)-ZAT TERBANG (VOLATILE MATTER)-ABU (ASH)- KARBON PADAT (F|XED CARBON)
T-
turJ
zAT TERBANG (VOLAT|LEMATTER)
. VM = KOMPONEN BATUBARA. KECU-ALI MOISTURE, YANG TERLEPASAPABI LA BATUBARA DIPANAS}<ANtanpa udara.
. PEMANASAN 950 t 25oC: 7 menit.
FIXED CARBON
. Karbon dalam batubara setelah volatilematter dikeluarkan = residu bahanorganik.
. FC = 100% - (moisture + VM + Ash).
ANALISA ULTIMAT. YANG DIPEROLEH:
- KARBON dan HIDROGEN_ NITROGEN_ SULFUR- OKSIGEN
. Jumlah C,H,O penting untuk menilaikesesuaian batubara untuk pemakaian:kokas, gasifi kasi, liquifaction.
. Jumlah N & S pentinq untuk menilai ootensibatubara meniinbulkdn oollusi
ABU (ASH)
. ABU = bahan in-organik yang tidakterbakar sewaktu batubara dibakar.
. Jumlahnya = mineral matter (MM) -COr(dari karbonat) - SO, (darisulfida)- HrO (dari lempung).
. umumnya mengurangi mutu batubara.
. pemanasan secara perlahan sampai k.l.8500 c.
SULPHUR. Terdapat dalam 3(tiga) bentuk yaitu:
- Sulfur organik: terikat dengan bahan organik- Sulfur piritik: bagian dari mineral sulfida
Fe52- Sulphat
. Sulfur bermasalah sewaktu pemakaiankarena: korrosi, fouling, pollusi udara.
. Penentuan bentuk sulfur oentino untukmenilai ap.akah mungkin inelakrikan pengu-rangan sutlur.
ANALISIS KIMIAWILAINNYA
. FORM OF SULPHUR
. CARBONATE CARBON DIOXIDE
. CHLORINE
. PHOSPHORUS
. ASH ANALYSIS
. TRACE ELEMENTS
2
PENGUJIAN.PENGUJIAN
. RELATIVE DENSITY
. PARTICLE SIZE DISTRIBUTION
. FLOAT-SINK TESTING
. SHALE BREAKDOWN TEST
TEST UNTUKKARBONISASI
. FREE SWELLING INDEX
. GRAY KING
. FISHER
. GIESELER PLASTOMETER
. AUDIBERT-ARNU DILATOMETER
. ROGA INDEX
NILAI KALORI
. GROSS CV: Jumlah panas yang dile-pas batubara, diukur pada kondisi:"confined" dimana uap air dan gaslainnya kembali berwujud cair.
. NET CV: Jumlah panas yang dilepasbatubara, diukur pada kondisi"un-confined" dimana uap air dan gaslainnya tidak mengembun kembali.
TEST PEMBAKARAN
. SPECIFIC ENERGY
. ASH FUSION TEMPERATURES
. HARDGROVE GRINDABILITY INDEX
. ABRASION INDEX
DENSIry. Beberapa istilah:
- Specific Gravity = True Relative Dedsity :perbanding "mass' terhadap "volume" tanpamempertimbangkan volume pori
- Apparent Relative Density = Unit Weight:perbanding "mas$' terhadap "volume' denganmempertimbangkan volume pori
. Dalam menghitung Sumberdaya/Cadangan;yang dipakai adalah: Apparent RelativeDensity.
. Berubah sesuai dengan Rank dan MM.
NILAI KALORI (lanj.)
100-M. Qn=Qo x ---------- -(49,2 H + 5,5W)-
100-M.
M = Total Moisture; Mr = Inheren Moist.H = hydrogen content; W = Tot. Moist. +
(% Abu,r.r, x 0,1)
?v
r
TITIK LELEH ABU(Ash Fusion Temp.)
. TLA = temp, dimana abu meleleh biladipanaskan pada temp. >10000 C
. Dikenal4 macam:- Deformation Temp. = sudut mulai tumpul- Softening Temp. = permukan membulat- Hemisphere Temp = bentuk setengah bola- Flow TemP = tinggi <1/3 r
. Penting dalam "combustion"
PENGUJIAN UNTUKKARBONISASI
. Batubara dapat dipanaskan(tanpa uda-ra) untuk menghasilkan:- kokas- tar dan ammoniacal liouor- gas
. Sifat untuk mengetahui karbonisasi )Free Swelling Index.Nilai Muai Bebas)
GRAY KING. GRAY KING: parameter untuk mengetahui
kualitas kokas yang akan dihasilkan dalam proseskarbonisasi.
. BW,<212 pm dipanaskan, 600'C ) ',, ,' ,' 1
. Type A, B dan C: tetap berupa butir atauberkohesi rendah.
. Type D, E dan F: melebur tetapi volum mengecil
. Type G: vol. tetap dan kuat
. Type Gx mengembang kuat
. Berkorelasi dgn FSI dan Roga , ,'
NILAI MUAI BEBAS
. Mengukur "caking powe/'
. Bubuk Batubara dipanaskan pada temp. 800"C/Setelah semua VM keluar, akan tertinggal gumpalan.Bentuk gumpalan dibandingkan dengan bentukstandard untuk mengetahui FSI-nya.)GAMBAR
. 0-2: rendah: kurang baik; por. kurang
. 8-1 0: juga kurang baik: terlalu rapuh
. yang ideal:4-6
. Lignit dan sub-bituminous tidak mempunyai Cakingproperties
ROGA index
. Roga Index:juga mengukur kemampu-an batubara menghasilkan kokas.
. 1 g bbr di-blend dgn 59 anthrasitdipanaskan selama 15 menit, 850'C
. Hasil kokas ditest dlm "rotating drum")% yang > 1 mm ditimbang ) IndexRoga.
4
Hardgrove Grindability Index(lndeks Kerapuhan)
. HGI = menggambarkan kemudahan batubaramenjadi bubuk (p u lverized).
. Penting untuk: penggunaan dan transportasi.
. Batubara 0.6 -1.2 mm dimasukkan ball mil l.
. batubara yang <0,075 mm ditimbang =D
. H G I = 1 3 + 6 , 9 3 x D
. Bisa juga dengan mempergunakan Grafik
. dipengaruhi oleh kandung VM