Fundamental Kualitas Batubara
Kualitas Batubara
-Kesesuaian spesifikasi yang dimiliki oleh para konsumen dengan batubara yang tersedia.
-Pengetahuan yang akurat dari kualitas batubara adalah yang sangat essential pada recovery bisnis setiap tahapan produksi, transaksi dan pemanfaatan batubara.
Daur Kualitas
Penentuan Harga dan Pengukuran Kualitas Batubara Steaming
Harga batubara steaming (juga dikenal sebagai batubara termal) pada dasarnya ditentukan oleh nilai energi atau nilai kalorinya, yang umumnya diukur dalam basis Net As Received (NAR). Namun, harga final sangat dipengaruhi oleh parameter kualitas lain, di mana penyimpangan dari spesifikasi kontrak akan dikenakan batasan penalti hingga penolakan (rejection).
Parameter Kualitas Kritis
Parameter-parameter utama yang menjadi dasar penalti dan penolakan meliputi:
- Parameter Utama:
- Kadar Abu (Ash Content)
- Kadar Belerang (Sulphur Content)
- Total Kelembaban (Total Moisture)
- Hardgrove Grindability Index (HGI)
- Distribusi Ukuran (Size Distribution)
- Parameter Analisis Lanjutan:
- Kadar Nitrogen
- Analisis Komposisi Abu (Ash Analysis)
- Titik Lebur Abu (Ash Fusion Temperature)
- Unsur Jejak (Trace Elements)
- Dan parameter lainnya sesuai kesepakatan.
Proses Pengukuran Kualitas Batubara
Pengukuran kualitas batubara yang akurat dan dapat diandalkan adalah sebuah rangkaian kegiatan sistematis yang mencakup tiga tahap utama: sampling, preparasi sampel, dan pengujian (testing). Untuk memastikan validitas hasil akhir, setiap tahapan harus menjawab pertanyaan fundamental berikut:
Bagaimana pengujian laboratorium dilakukan secara akurat sesuai dengan metode standar internasional untuk menghasilkan data kualitas yang valid?
Pengambilan Sampel (Sampling):
Bagaimana metode pengambilan sampel yang benar dan sesuai standar?
Kapan waktu yang tepat untuk mengambil sampel (misalnya, saat pemuatan atau di stockpile)?
Di mana lokasi terbaik untuk mengambil sampel agar representatif?
Untuk apa tujuan analisis dari sampel yang diambil?
Preparasi Sampel (Sample Preparation):
Bagaimana prosedur preparasi sampel—meliputi pengurangan ukuran (crushing), pembagian (dividing), dan pencampuran (mixing)—dilakukan secara benar untuk menjaga integritas sampel?
Pengujian (Testing):
Sampling Batubara
Apa itu Sample?
Sebagian berat tertentu yang di ambil secara random / sistematik menurut interval tertentu, dari sejumlah partai barang, dengan mengacu pada metoda standard yang diakui, sehingga sudah dapat mewakili sifat fisik dan kimianya.
Faktor-faktor kesalahan pada pengukuran kualitas
Dalam proses Quality Control (QC), rating persentase sumber kesalahan adalah metode untuk mengidentifikasi dan memprioritaskan akar masalah kualitas. Namun, keakuratan metode ini sangat bergantung pada sampling, sebuah langkah fundamental yang sayangnya sering diabaikan atau dilakukan secara tidak benar.
Sampling yang benar
Untuk memastikan akurasi dan representasi data kualitas batubara, diperlukan pemahaman mendalam terhadap beberapa parameter fundamental sebelum pelaksanaan pengambilan sampel (sampling). Aspek-aspek krusial yang harus diidentifikasi dan ditetapkan adalah sebagai berikut:
Ukuran Lot atau Partai: Menentukan kuantitas total batubara dalam satu partai atau pengiriman untuk menetapkan jumlah inkremen dan massa sampel yang diperlukan.
Tingkat Variabilitas Kualitas: Menentukan sejauh mana variasi atau heterogenitas kualitas yang terkandung dalam batubara yang akan diuji.
Ukuran Partikel Maksimum (Top Size): Mengidentifikasi ukuran nominal terbesar dari partikel batubara dalam konsinyasi.
Tingkat Presisi yang Ditargetkan: Menetapkan batas presisi atau toleransi kesalahan yang dapat diterima dari hasil analisis sampel.
Standar Metode Acuan: Mengonfirmasi dan mematuhi metode standar yang dipersyaratkan untuk proses sampling (misalnya, ASTM, ISO, JIS, atau SNI).
Penentuan Titik Pengambilan Sampel (Sampling Point): Menetapkan lokasi yang paling representatif untuk pengambilan sampel, apakah dari conveyor belt, stockpile, atau saat proses pemuatan/pembongkaran.
Tujuan Analisis: Memperjelas parameter spesifik yang akan dianalisis dari sampel yang diambil (contoh: analisis proksimat, analisis ultimat, nilai kalor, atau sifat fisik lainnya).
Karakteristik dan Kondisi Batubara: Mengidentifikasi kondisi batubara, apakah dalam keadaan bersih (clean coal) atau tercampur (unclean coal), serta apakah merupakan jenis batubara tunggal atau hasil pencampuran (blending).
Metodologi Pemuatan: Memahami mekanisme pemuatan batubara (misalnya menggunakan shiploader, barge, atau truk) karena dapat memengaruhi teknik sampling yang diterapkan.
Yang Mempengaruhi Ketepatan Sampling
Faktor-Faktor Kunci dalam Pengambilan Sampel (Sampling) Batubara
Untuk memastikan sampel batubara yang diambil bersifat representatif dan hasil analisisnya akurat, beberapa faktor kritis perlu dipertimbangkan secara saksama. Faktor-faktor ini mencakup karakteristik inheren batubara hingga aspek teknis pelaksanaan sampling.
Karakteristik Kualitas dan Presisi
- Keragaman Kualitas (Quality Diversity):
- Batubara merupakan komoditas curah yang secara alami bersifat heterogen.
- Setiap partikel batubara dapat memiliki kualitas yang berbeda satu sama lain.
- Variasi kualitas dalam suatu tonase sangat dipengaruhi oleh berbagai faktor, seperti sumber tambang, proses pengolahan, metode pencampuran (blending), dan penanganan (handling).
- Presisi (Precision):
- Tingkat presisi yang tinggi dalam hasil analisis dapat dicapai dengan meningkatkan jumlah increment (sampel individu) yang diambil.
- Target umum dalam industri adalah mencapai tingkat presisi hingga 0.2% untuk parameter kadar abu (ash).
Parameter Teknis dan Logistik
- Ukuran Partikel Maksimum (Top Size):
- Semakin besar top size batubara, semakin besar pula berat minimum per increment yang harus diambil untuk menjaga keterwakilan sampel.
- Kuantitas (Quantity):
- Ukuran sub-lot untuk pengambilan sampel dibatasi pada maksimum 10.000 ton untuk memastikan setiap bagian dari lot yang besar terwakili dengan baik.
- Metode (Method):
- Pengambilan sampel dapat dilakukan dengan dua cara utama, yaitu secara manual atau menggunakan peralatan mekanis (mechanical).
- Lokasi (Location):
- Penentuan lokasi sampling sangat penting dan harus mempertimbangkan aspek logistik pengambilan sampel serta proses pengirimannya ke laboratorium untuk dianalisis lebih lanjut.
Keragaman kualitas dan ukuran butir
Penyimpangan Kualitas (Quality Variance) pada Batubara
Penyimpangan kualitas pada batubara merupakan tantangan utama dalam analisis karena sifat inheren material itu sendiri. Memahami prinsip dasar ini sangat penting untuk merancang prosedur pengambilan sampel (sampling) yang akurat.
Prinsip Dasar Sifat dan Sampling Batubara
- Sifat Heterogen: Batubara adalah material yang secara fundamental bersifat heterogen, artinya komposisi dan kualitasnya tidak seragam di seluruh bagian.
- Rentang Ukuran Partikel: Produk batubara memiliki rentang ukuran partikel yang sangat luas, mulai dari 50 mm hingga 0.001 (sub-mikron).
- Perbedaan Properti Partikel: Konsekuensi dari sifat heterogen dan rentang ukuran yang lebar adalah setiap partikel batubara memiliki properti (sifat) yang berbeda-beda.
- Keterwakilan Sampel: Sampel yang diambil harus menjadi cerminan (refleksi) akurat dari properti material secara keseluruhan. Jika sampel tidak representatif, maka akan terjadi penyimpangan (bias) yang menyebabkan hasil analisis menjadi tidak akurat.
- Prinsip Peluang yang Sama: Kunci untuk mendapatkan sampel yang representatif adalah memastikan bahwa setiap partikel batubara memiliki peluang yang sama persis untuk terpilih dan dimasukkan sebagai bagian dari sampel.
- Penyebab Utama Bias: Penyimpangan yang berkaitan dengan ukuran partikel adalah penyebab mendasar dan paling umum yang menimbulkan bias dalam proses sampling.
Tabel : Analisa Size Fraction Contoh Batubara
Tabel ini mengambarkan nilai hasil pengujian dari suatu contoh batubara
Tabel : Analisa Size Fraction fine material
Tabel ini mengambarkan suatu hipotesa bias pada fine material, dimana ukuran + 50 mm tidak dimasukkan sebagai sample. Material kasar tidak terambil sebagai sample. Akibatnya hasil kumulative Ash naik sebesar 0.52 %
Tabel : Analisa Size Fraction bias pada coarse material
Tabel ini mengambarkan suatu hipotesa bias pada coarse material, dimana ukuran – 0.50 mm tidak dimasukkan sebagai sample. Material halus tidak terambil sebagai sample. Tentunya hasil kumulative Ash turun sebesar 1.07 %
Size Ash Index (SAI)
Size Ash Index (SAI) adalah sebuah parameter yang digunakan untuk mengukur tingkat variasi kualitas batubara berdasarkan perbedaan kadar abu (ash) pada setiap fraksi ukurannya. Indeks ini merupakan hasil kalkulasi yang menggabungkan data berat fraksional dengan nilai kadar abu pada masing-masing fraksi tersebut.
Formula Perhitungan
SAI dihitung menggunakan formula berikut:
SAI=aˉ∑ri
Di mana:
- SAI = Size Ash Index
- ri = ∣aˉ−ai∣×mi
- ai = Hasil kadar abu (ash) dari fraksi ke-i
- mi = Hasil massa dari fraksi ke-i
- aˉ = Rata-rata kadar abu (ash) dari keseluruhan sampel
Interpretasi Nilai SAI
Secara teoretis, rentang nilai SAI adalah dari 0 hingga 100, yang menginterpretasikan tingkat homogenitas batubara:
- SAI = 0: Menandakan bahwa batubara bersifat homogen. Tidak terdapat perbedaan kualitas (kadar abu) yang signifikan pada masing-masing fraksi ukuran partikel.
- SAI = 100: Menandakan bahwa batubara bersifat heterogen secara total. Terdapat perbedaan kualitas yang sangat signifikan pada keseluruhan rentang ukuran partikel.
Size fraction mm Fraction Mass (mᵢ) % Fraction Ash (aᵢ) % db |ā – aᵢ| rᵢ
| Size fraction mm | Fraction Mass (mᵢ) % | Fraction Ash (aᵢ) % db | |ā – aᵢ| | rᵢ |
| + 50 | 5 | 4 | 5,73 | 28,65 |
| – 50 + 31.5 | 5,4 | 5,5 | 4,23 | 22,842 |
| -31.5 + 22.4 | 8,9 | 7,8 | 1,93 | 17,177 |
| -22.4 + 11.2 | 10 | 8,6 | 1,13 | 11,3 |
| – 11.2 + 4.75 | 12,2 | 8,4 | 1,33 | 16,226 |
| – 4.75 + 2.00 | 16,6 | 9,8 | 0,07 | 1,162 |
| – 2.00 + 1.00 | 16,8 | 10,2 | 0,47 | 7,896 |
| -1.00 + 0.50 | 14,9 | 12,3 | 2,57 | 38,293 |
| – 0.50 | 10,2 | 14,5 | 4,77 | 48,654 |
| Ā | 9,73 | Sum | 192,2 |
SAI = 192.2 / 9.73
SAI = 19.8 ,dibulatkan menjadi 20
Variabilitas Kualitas Batubara
- Kualitas batubara bervariasi tergantung pada jenis, proses pengolahan, penanganan (handling), dan pencampuran (blending).
- Semakin tinggi variasi kualitasnya, semakin banyak increment (ambilan sampel) yang diperlukan untuk mendapatkan sampel yang representatif.
Batubara dengan variasi tinggi
Tentu, berikut adalah tulisan ulang dari konten pada slide yang Anda berikan:
Jumlah Increment
- Metoda standar mensyaratkan setiap situasi sampling harus ditentukan jumlah increment-nya.
- Jumlah increment dapat dihitung dari presisi sampling, variance primary increment, variance preparasi & testing dan jumlah sub lot, dengan rumus transposisi dari formula presisi sampling:n=mPL2−4VPT4Vi
Contoh:
100.000 ton batubara dalam kapal diangkut dengan tongkang 5.000 ton.
- Presisi yang dibutuhkan (Pₗ) = 0.25 % ash.
- Variance Primary Increment (Vᵢ) = 5
- Variance Preparasi & Testing (Vₚₜ) tidak diketahui, sebagai nilai awal diasumsikan = 0.2
- Jumlah sub lot (m) adalah 20, berdasarkan jumlah tongkang (100.000 t / 5.000 t).
Maka, didapat Jumlah Increment (n) adalah:
n=(20×0.252)−(4×0.2)4×5=1.25−0.820=0.4520≈44.44
Jumlah increment yang didapat adalah 45 increment (dibulatkan ke atas).
INTERVAL SAMPLING
Interval Sampling adalah jarak pengambilan antar increment.
Berdasarkan Skala Waktu:
- Rumus Sampling Interval (setiap menit):
Sampling Interval = ((Tonase x 60) / Flowrate) / Jumlah Increment - Catatan: Flowrate harus diketahui dalam satuan ton per jam.
Berdasarkan Skala Berat:
- Rumus Sampling Interval:
Sampling Interval = Tonase / Kapasitas Grab atau Truk / Jumlah Increment - Catatan: Kapasitas grab atau truk harus diketahui dalam satuan ton.
Golden Rule Sampling
- Increment harus diambil dari potongan penampang sehingga menggambarkan keseluruhan consignment / figures batubara.
- Setiap partikel harus mempunyai peluang yang sama untuk dimasukkan sebagai increment.
- Integritas dari increment dan gross sample harus dijaga.
- Peralatan harus tepat dan terawat dalam kondisi baik.
- Lakukan sampling dengan mengikuti kaidah K3 (Kesehatan dan Keselamatan Kerja).
- Bila tidak memungkinkan mengambil sample yang representatif, jangan lakukan sampling, sebab akan menjadi pemicu kesalahan dalam pengambilan keputusan.
Asal , Lokasi dan Teknik Sampling
Author: Natha
Previous
Cekungan Mikrobenua Indonesia Tengah
Newer