PENINGKATAN KADAR DAN PEMROSESAN BAUKSIT KALIMANTAN BARAT SERTA PEMANFAATAN TAILINGNYA

Bauksit asal Tayan, Kalimantan Barat yang digunakan dalam penelitian ini, meliputi peningkatan kadar (upgrading) crude bauxite, pemrosesan tailing-nya dan pembuatan alumina hidrat serta pemanfaatan bauksit residu (red mud) untuk lumpur pengeboran.

Peningkatan kadar bauksit dilakukan dengan menggunakan rotary drum scrubber (RDS), pemrosesan tailing menggunakan hidrosiklon dan pemisah magnetik, pembuatan alumina hidrat menggunakan autoclave dan reaktor hidrolisis, dan pemanfaatan red mud untuk lumpur pengeboran menggunakan alat hidrosiklon dan pemisah magnetik. Peningkatan kadar crude bauxite ini telah dilakukan dan menghasilkan bauksit tercuci dengan kadar Al2O3 >55% dan kadar SiO2 reaktif <3%.

Pemanfaatan tailing hasil peningkatan kadar crude bauxite sebagai berikut:

·         Tailing hasil peningkatan kadar crude bauxite dengan menggunakan RDS terbagi menjadi dua yaitu aliran atas (overflow) yang ukuran butirnya sebagian besar lolos 100 mesh dan aliran bawah (undersize) yang memiliki ukuran butir pasiran (-2mm+100 mesh). Komposisi kimia pada overflow RDS adalah 26.5% Al2O3, 10% SiO2 reaktif, dan 9% Fe2O3, sedangkan komposisi kimia pada butiran pasiran (undersize RDS) adalah 35,4 % Al2O3, 14,99% SiO2 reaktif, dan 20,5% Fe2O3.

·         Setelah overflow RDS diolah dengan menggunakan hidrosiklon dan pemisah magnetik dihasilkan tiga macam produk yaitu overflow O/F hidrosiklon, material magnetik, dan material bukan magnetik. Komposisi kimia pada O/F hidrosiklon adalah: 36,75% Al2O3, 24,34% SiO2 reaktif, dan 12,10% Fe2O3, pada material magnetik: 35% Al2O3, 8,57% SiO2 reaktif, dan 31,59% Fe2O3, pada material bukan magnetik : 34,4% Al2O3, 16% SiO2 reaktif, dan 5,79% Fe2O3.

·         Sedangkan untuk pasiran (undersize), setelah diolah dengan cara yang sama dihasilkan O/F hidrosiklon dengan komposisi kimia : 26.5% Al2O3, 10% SiO2 reaktif, dan 9% Fe2O3, pada material magnetik: 33.28% Al2O3, 5.78% SiO2 reaktif, dan 32.27% Fe2O3, serta pada material non-magnetik: 19.45% Al2O3, 8.6% SiO2 reaktif, dan 2.35% Fe2O3.

Dari data di atas terlihat bahwa kandungan alumina, besi, dan silika reaktif dalam tailing RDS berukuran -100 mesh relatif lebih kecil dibandingkan dengan yang terkandung dalam tailing berukuran pasiran. Hal ini menunjukkan bahwa ukuran tailing yang lebih kasar memiliki mutu yang lebih baik ditinjau dari kadar aluminanya, walaupun kandungan pengotor (SiO2 reaktif dan Fe2O3) juga lebih tinggi. Ini nampaknya ada kaitan yang erat dengan kondisi bijih bauksit secara umum yaitu semakin kasar ukurannya, kandungan aluminanya cenderung lebih tinggi.

Dalam upaya pemanfaatan tailing hasil pencucian bauksit dengan RDS, telah dicoba pula proses digesting menggunakan bauksit tercuci (washed bauxite) dengan memvariasikan beberapa parameter konsentrasi awal NaOH (200-360 g/L), waktu (1 jam, 2 jam, dan 3 jam), dan ukuran partikel (-60 mesh, -100 mesh, dan -150 mesh). Dari hasil percobaan didapat kondisi optimum sebagai berikut: ukuran butir -150 mesh, tekanan uap 4.2 - 4.6 atm, konsentrasi soda kostik (awal proses) 357g/L, waktu reaksi 2 jam dengan persen ekstraksi Al2O3 sebesar 88% (kadar Al2O3 dalam red mud = 15.78%). Sedangkan pada proses hidrolisis, variabel yang dikaji adalah dosis sulfat (25 - 52 kg), waktu (4 jam), dan suhu (60 - 90o C) dengan volume larutan sodium aluminat 140-200 liter yang menghasilkan kondisi optimum sebagai berikut : untuk volume larutan sodium aluminat 160 liter dibutuhkan asam sulfat 26,25 kg, waktu 4 jam, dan suhu 60 - 70o C yang memberikan persen hidrolisis tertinggi mendekati 100% atau rata-rata dari seluruh percobaan hidrolisis sebesar 80,24%. Kualitas alumina hidrat yang diperoleh masih bervariasi kandungan aluminanya, kadar alumina tertinggi dalam alumina hidrat adalah 88%.

Residu bauksit yang digunakan untuk pembuatan lumpur pengeboran kualitasnya kurang baik. Hal ini terlihat dari komposisi mineralnya yang tidak mengandung mineral monmorilonit, kecuali kandungan alumina, dan besinya yang masih relatif tinggi. Mineral yang terkandung dalam bentonit bahan baku milik PT. Baroid Indonesia adalah kuarsa, kaolinit, dan danilit. Bentonit yang sudah diolah menjadi campuran dalam pembuatan lumpur pengeboran yang dijual di pasar mengandung mineral monmorilonit, albit, dan kuarsa.

Dari hasil perhitungan neraca massa dan panas, rancangan sel elektrolitik (pot) kapasitas 50 kg logam aluminium/hari memiliki spesifikasi sebagai berikut: panjang pot 155 cm, lebar pot 100 cm. Sedangkan ukuran anoda 7 cm x 7 cm sebanyak 12 buah dan ukuran katoda 7,5 cm x 7,5 cm sebanyak 12 buah. Arus yang digunakan sebesar 5-9 kA dengan voltase 5 volt.

PENGOLAHAN MINERAL BESI LATERIT, POMALAA

Bijih besi laterit banyak terdapat di beberapa tempat di Indonesia seperti pulau Sebuku, Gunung kukusan, Geronggang (Kalimantan Selatan), Pomalaa (Sulawesi Tenggara), Halmahera, diperkirakan jumlah endapan bijih besi laterit ini mencapai 950.000.000 ton dengan kandungan Fe 39,8 – 55,2%. Karakteristik bijih besi laterit memiliki kandungan besi yang rendah, kandungan logam-logam pengotor seperti nikel, krom, kobal, mangan dan kandungan air yang tinggi. Dengan karakteristik demikian bijih besi laterit hampir belum dapat termanfaatkan dalam industri besi-baja. Pada umumnya industri besi baja membutuhkan kadar besi 60-69%, sedangkan PT. Krakatau Steel membutuhkan bijih dengan kandungan Fe minimum 65%. Pada saat ini belum ada tekologi yang efektif dan ekonomis melakukan peningkatan kadar bijih besi jenis lateritik, yang dapat memenuhi persyaratan sebagai bahan baku industri besi baja.

Terdapat beberapa teknologi yang telah diterapkan dan cukup sukses meningkatkan kadar bijih besi tipe hematit dan magnetit. Metode peningkatan kadar yang dapat diterapkan adalahmagnetizing roasting pada umumnya menggunakan gas alam sebagai reduktor. Gas alam dikonversi menjadi gas CO dan CO2 di dalam reformer dan diinjeksikan kedala tungku reduksi dan metode flotasi baik flotasi buih maupun reverse flotation. Pada metode flotasi buih mineral besi yang diapungkan sebagai konsentrat sedangkan pada reverse flotation, mineral kotor berupa silikat yang diapungkan sebagai konsentrat. Dari analisis kimia dapat diketahui kadar Fe dalam bijih besi laterit adalah 41,88%, 0,499% Ni, 0,04% Co, 1,26% Cr, 9,46% Al203, 18,47% SiO2. benefisiasi dengan magnetizing roasting menghasilkan Fe di dalam konsentrat pemisah magnetit sebesar 66%. Perolehan Fe mencapai 65,66%. Kandungan silica baru dapat diturunkan dari 18,47% menjadi 10,65% dan kandungan Al2O3 9,465 turun menjadi 6,57%. Sedangkan komposisi ampas adalah : 34,67%Fe, 18,70 SiO2, 16,21% Al2O3, 1,27% Cr, 0,013% Co dan 0,17%Ni. Pada kondisi optimum percobaan flotasi biuh dihasilkan konsentrat berkadar 57,90% Fe, 0,3% Ni, 6,30% SiO2 dan 2,06% Al2O3. sedangkan di dalam ampas terdapat 20,96% Fe dan 0,7% Ni. Kondisi optimum pada percobaan reverse flotationmenghasilkan konsentrat berkadar 71,74% Fe.

Masalah kandungan pengotor berupa SiO2, Al2O3, Cr2O, Ni dan Co adalah hal yang masih belum dapat memenuhi spesifikasi sebagai bahan baku. Perolehan Fe yang rendah hanya 58,76% menjadi kendala dalam mengaplikasi teknologi benefisiasi  baik flotasi maupunmagnetizing roasting. Sponge iron yang dihasilkan berkadar Fe total 75,9% dan pig iron berkadar 95% Fe sudah cukup optimum yang menunjukkan proses reduksi dapat berlangsung dengan baik.***

PENGOLAHAN EMAS RAMAH LINGKUNGAN METODE KONSENTRASI GAYA BERAT

Logam emas mempunyai daya tarik tersendiri karena perannya yang berpengaruh terhadap tatanan perekonomian suatu negara. Sebagai penghasil devisa Indonesia dari sektor pertambangan endapan emas tersebar hampir di seluruh negeri ini. Sayangnya -terlepas dari besar kecilnya cadangan- pengolahan emas di negeri ini ada yang masih dilakukan secara sederhana, yaitu dengan menggunakan palong dan amalgamasi langsung. Hal ini umum terjadi pada perusahaan-perusahaan berskala menengah ke bawah termasuk para penambangan rakyat. Amalgamasi bermasalah terhadap lingkungan. Sifatnya yang beracun tidak saja berpengaruh terhadap hewan dan tumbuhan tetapi juga manusia. Meningkatnya kesadaran terhadap lingkungan yang bersih mendorong orang mencari pengolahan emas alternatif yang ramah lingkungan. Konsentrasi gaya berat sebagai salah satu metode pengolahan emas diharapkan dapat menjawab tantangan tadi.

Informasi tentang cara Pengolahan Emas ramah Lingkungan Metode Konsentrasi Gaya Berat disajikan dalam bentuk brosur yang bisa di download dibawah ini. Brosur ini diharapkan dapat dijadikan dasar acuan bagi pihak-pihak yang bergerak di bidang pengusahaan bahan galian logam, khususnya emas sebagai salah satu komoditi mineral.

PENGEMBANGAN TEKNOLOGI AKTIFASI DALAM PEMBUATAN KARBON AKTIF

Penelitian pengembangan karbon aktif ini merupakan penelitian lanjutan yang menitikberatkan pada pengamatan hasil percobaan aktifasi pada reaktor dengan kapasitas 60 kg/jam yang dilakukan di Palimanan, Cirebon. Batubara yang digunakan adalah batubara peringkat rendah.

Proses pembuatan karbon aktif diawali dengan proses karbonisasi. Pada proses tersebut terjadi penghilangan komponen-komponen yang mudah menguap dan bergabungnya sebagian senyawa-senyawa karbon membentuk suatu kristalit. Hasil dari karbonisasi yaitu karbon yang telah berpori tetapi masih tertutup oleh tar dan adanya senyawa karbon yang masih berada diluar kristalit. Proses aktivasi dilakukan dengan metode fisika dengan mengalirkan uap air bertekanan tinggi kedalam sebuah reaktor pada suhu > 800oC.

Tujuan dari penelitian ini dalah optimasi kulitas produksi dengan sistem aktifasi thermal atau fisik dalam mempersiapkan pengembangan karbon aktif dari batubara peringkat rendah pada skala pilot plant. Kabon aktif yang dihasilkan dari pengembangan teknologi aktivasi ini cendrung telah mendekati mutu karbon aktif komersial dengan bilangan iodine 296 mg/g.

PENANGGULANGAN KELONGSORAN LERENG AKIBAT PELAPUKAN LAPISAN BATU LEMPUNG PADA TAMBANG BATUBARA DI KABUPATEN BERAU KALIMANTAN TIMUR

Kelongsoran lereng suatu lubang bukaan tambang dapat mengganggu kelancaran kegiatan penambangan, oleh karena itu diperlukan kajian untuk mengetahui aspek geoteknik lereng tersebut dan juga kimia mineral batuan, supaya dapat diketahui cara penanggulan yang baik dan cepat. Secara keseluruhan kondisi lereng dengan factor keamanan = 2,0 cukup stabil walaupun sering terjadian jatuhan material batuan, terutam pada muka lereng yang tersusun oleh batu lempung hal ini disebabkan oleh kandungan kimia dan mineral batu lempung yang kurang resisten terhadap pelapukan.

Pelongsoran lereng terjadi pada tambang batubara di kabupaten Berau, antara lain disebabkan oleh kandungan mineral di dalam batu lempung berupa anti gorit, kuarsa grafit haloysit, muskovit/eastonik, mika dan orlymanit yang mempunyai nilai pertahanan yang rendah terhadap pelapukan.

Di samping hal tersebut muka lereng yang tersususun atas batu lempung yang meski ginesanya berasal dari batuan beku plutonik harus tetap diperhatikan, sebab batuan tersebut memperlihatkan kandungan mineral kaolinit dan haloisit dalam tingkat pelapukan moderat serta mempunyai kestabilan rendah terhadap pelapukan. Dalam kondisi yang demikian itu, maka geometri lereng highwall PIT C3 tetap dipertahankan seperti kondisi yang diniali ideal saat ini.

Untuk menanggulangi kelongsoran di lokasi tersebut, dapat di ambil langkah teknis seperti pembersihan atau pengambilan material yang mudah longsor dan stabilisasi mekanis.***

PEMANFAATAN LIMBAH PERTAMBANGAN DAN INDUSTRI SEBAGAI BAHAN BAKU INDUSTRI KIMIA

·         Dalam setiap kegiatan produksi selain dihasilkan suatu produk yang mempunyai nilai tambah tinggi, juga dihasilkan limbah baik limbah padat, cair, maupun gas. Termasuk di dalamnya kegiatan industri pertambangan dan kimia yang menggunakan bahan baku dari bahan galian tambang. Beberapa jenis industri kimia yang menghasilkan limbah padat antara lain industri pembuatan antena yang menggunakan bahan baku aluminium menghasilkan limbah berupasludge mengandung aluminium, industri elektronika yang menggunakan bahan baku lempengan logam tembaga menghasilkan limbah cair yang mengandung tembaga klorida, dan industri permesinan yang menangani material-material terbuat dari besi menghasilkan limbah padat berupa skrap besi. Jumlah limbah yang dihasilkan tersebut cukup besar sesuai dengan banyaknya pabrik yang melakukan aktifitas kegiatan produksi. Sebagai contoh pabrik antena yang ada di daerah Gedebage menghasilkan sludge sebanyak 10 ton per bulan. Pabrik elektronika didaerah Cicalengka menghasilkan limbah yang mengandung tembaga mencapai  40 ton / bulan. Sementara limbah skrap besi jumlahnya cukup besar dan tersebar diberbagai lokasi. Apabila limbah-limbah tersebut di atas tidak dikelola dan diolah dengan baik akan menimbulkan masalah pencemaran lingkungan. Dengan menggunakan metode pengolahan limbah yang tepat, selain terjadinya pencemaran lingkungan dapat dicegah, juga dapat diperoleh nilai tambah yang tinggi, karena limbah-limbah tersebut di dalamnya masih terkandung komponen-komponen berharga seperti Al, Cu, dan Fe yang masih memiliki nilai ekonomi.

Dalam upaya pemanfaatan limbah yang masih mempunyai nilai eknonomi dan sekaligus membantu mengatasi masalah pencemaran lingkungan, maka telah dilakukan serangkaian kegiatan penelitian pengolahan limbah yang mengandung Al untuk dijadikan tawas, limbah yang mengandung tembaga untuk diambil tembaganya, dan limbah skrap besi untuk dijadikan ferosulfat. Tawas dan fero sulfat merupakan bahan koagulan yang banyak dipakai untuk pengolahan air limbah dan air minum, sedangkan logam tembaga banyak digunakan dalam industri listrik dan elektronika, industri kimia dll.

Penelitian ini dilakukan baik pada skala laboratorium maupun skala pilot. Pada skala laboratorium, peralatan yang digunakan untuk keperluan percobaan berupa alat-alat gelas seperti beaker yang dilengkapi pengaduk dan pemanas. Sedangkan pada skala pilot digunakan peralatan berupa reaktor terbuat dari stainless steel yang dilapisi timbal (untuk limbah sludge aluminium) dan reaktor terbuat dari bahan fiber yang dilengkapi pipa sirkulasi untuk limbah cair tembaga klorida dan skrap besi. Untuk memisahkan padatan dan cairan dari hasil proses tersebut digunakan bak pengendap dan filter press.

Hasil penelitian pemanfaatan tiga jenis limbah (skrap besi, sludge Al, dan cairan CuCl2) tersebut di atas adalah sebagai berikut : skrap besi (kadar Fe =84,2%) dijadikan ferosulfat dengan kondisi percobaan terbaik pada konsentrasi asam sulfat 25%, lama reaksi   24 jam, persen solid   11,72 %, yang menghasilkan persen ekstraksi Fe sebesar 75,05 % dan menghasilkan produk ferosulfat (Fe2SO4) sebanyak 3,14 kg untuk setiap kg skrap besi, limbah sludge aluminium (kadar  Al2O3  12,48 % dan air 70%) dapat dijadikan tawas dengan kondisi percobaan terbaik diperoleh pada konsentrasi asam sulfat  19,25 %, lama reaksi  3  jam, persen solid 21,13 %, yang menghasilkan persen ekstraksi Al2O3  sebesar 70,79 % dan menghasilkan produk tawas (Al2SO4) cair sebanyak 0,9 kg untuk setiap kg limbah. Sedangkan limbah cair yang mengandung tembaga (kadar Cu 88,928 gr/L) dapat diolah menjadi logam tembaga pada kondisi percobaan terbaik sebagai berikut: jumlah skrap besi yang dibutuhkan 144 kg untuk 1400 kg limbah, lama reaksi 7 jam, suhu sesuai hasil reaksi (eksoterm). Endapan tembaga yang dihasilkan dari proses presipitasi sebanyak 120 kg dan setelah dilebur diperoleh produk logam tembaga sebanyak 99 kg dengan kadar Cu 97,70 %.  Total dari logam tembaga yang dihasilkan sebesar 0,07 kg/kg larutan tembaga klorida atau  persen perolehan total sebesar 90,64%.

Limbah industri yang diteliti mengandung logam tembaga, tawas dan ferosulfat. Kandungan logam dari limbah tersebut dapat diperoleh dalam kondisi optimum baik pada skala laboratorium  maupun pilot plant.

KAJIAN TEKNO EKONOMI DAN KEBIJAKAN PENGUSAHAAN LOGAM DAN TANAH JARANG

Salah satu makna dari UU No. 4 Tahun 2009 tentang Pertambangan Mineral dan Batubara adalah tentang kewajiban perusahaan di dalam mengoptimalkan kegiatan usaha pertambangan. Untuk mengoptimalkan pengusahaan dan penerimaan negara dari pertambangan mineral, pemerintah mengeluarkan Peraturan Menteri ESDM No. 7 Tahun 2012 Tentang Peningkatan Nilai Tambah (PNT) Mineral Melalui Pengolahan Dan Pemurnian Mineral.

Mineral logam dan tanah jarang (LTJ) di Indonesia dihasilkan sebagai mineral ikutan pada cebakan timah aluvial dan emas aluvial. Selain itu, sumber daya tanah jarang di Indonesia dijumpai juga bersama dengan cebakan uranium, seperti dijumpai di daerah Rirang Kalimantan Barat. Dari hasil survei ke beberapa provinsi yang diperkirakan mempunyai mineral yang mengandung LTJ seperti timah di Provinsi Bangka Belitung, Provinsi Kepulau-an Riau dan Kalimantan Barat dan zircon di Provinsi Kalimantan Tengah.

Potensi besar dari LTJ tersebut akan sangat menguntungkan jika Indonesia turut serta untuk mengembangkannya. Terlebih lagi, tailing timah sebagai sumber LTJ, hanya dijadikan sebagai sampah pembuangan timah. Dengan demikian sangat luar biasa keuntungan yang didapat, ketika sampah dijadikan material untuk diproses lebih lanjut akan memiliki nilai jual yang melebihi mineral utamanya.

Tentunya proses pemanfaatan ini, membutuh-kan bantuan dan dukungan dari pemerintah, yaitu dengan penetapan regulasi yang mendukung pengolahan mineral LTJ seperti pembuatan sarana dan prasarana, perlindungan pemasaran sebagai inkubator awal industri nasional, dan yang utama bantuan permodalan untuk pendirian industri ini.

Selain meningkatkan nilai ekonomi mineral pembawa unsur tanah jarang, pengembangan usaha dan pemanfaatan LTJ akan meningkatkan kualitas industri metalurgi di Indonesia dengan dihasilkannya spesifikasi baja dan logam paduan baru. Selain itu, manfaat besar yang dapat diperoleh Indonesia dari pengembangan usaha LTJ yang merupakan material masa depan, akan memicu penguasaan teknologi elektronik di Indonesia apabila proses hilirisasi industri berjalan selaras dengan potensi LTJ yang dimiliki Indonesia.

Permintaan LTJ akan terus meningkat rata-rata sebesar 10% setiap tahunnya dari tahun 2010 hingga tahun 2015, sehingga industri LTJ menjadi sebuah industri yang menjanjikan yang akan terus berkembang di masa depan. Pada tahun 2010 permintaan LTJ dunia mencapai 136.100 ton, sedangkan produksi global sekitar 133.600 ton.

Potensi terbesar LTJ di Indonesia yang berada di Bangka Belitung masih merupakan tumpukan tailing dari proses pengolahan bijih timah. Hanya sebagian kecil perusahaan di Bangka Belitung yang sudah melakukan proses pengolahan (pemisahan) tailing tersebut menjadi monasit, ilmenit dan zirkon.

Salah satu perusahaan di Bangka Tengah yang sudah melakukan proses pengolahan tailing timah adalah PT. Mutiara Prima Sejahtera (PT. MPS). Perusahaan ini mulai melakukan proses pengolahan tailing timah sejak 2007 yang menghasilkan mineral timah (20%- 40%), ilmenit (>90%), zirkon (± 60%) dan monasit (40% - 50%). Sementara ini produk yang dihasilkan disimpan di gudang dan khusus untuk monasit akan diproses menjadi LTJ yang hasilnya meliputi cerium (Ce), lanthanum (La), neodimium (Nd) dan praseodimium (Pr).

Profil investasi pengusahaan mineral yang mengandung LTJ sisa hasil pengolahan timah (tailing) sebagian besar berdasarkan data dari pe-rusahaan PT. Mutiara Prima Sejahtera (PT. MPS) di Bangka Tengah. Hasil perhitungan pengusahaan ini masih sebatas pada proses pengolahan (pemisahan) mineral ikutan sebagai sumber LTJ, seperti monasit, ilmenit dan zirkon. Namun demikian, analisis investasi ini dapat digunakan sebagai acuan oleh pihak yang berkepentingan dalam mengembangkan LTJ.

Pengolahan (pemisahan) mineral ikutan ini dilakukan untuk mendapatkan kuantitas dan kualitas mineral ikutan yang mengandung LTJ. Seperti pada pengusahaan mineral lainnya, pengusahaan mineral ikutan ini memerlukan berbagai peralatan, sarana dan prasarana penunjang dengan nilai investasi sebesar Rp 4,5 milyar, yang terdiri dari modal sendiri 40% sebesar Rp 1,8 milyar, modal pinjaman 60% dengan jangka waktu pinjaman maksimal 10 tahun sebesar Rp 2,7 milyar. Perkiraan produksi monasit 100 ton/tahun dengan harga Rp 9.500.000/ton, ilmenit 290 ton/tahun dengan harga Rp 3.400.000/ton dan zirkon 150 ton/tahun dengan harga Rp 8.000.000/ ton, maka akan diperoleh hasil penjualan sebesar Rp 2,5 milyar. Berdasarkan data dan ketentuan tersebut di atas, maka nilai indikator keuntungannya adalah sebagai berikut :

·         NPV = Rp 593.860.055

·         IRR = 14,28 %

·         PP = 5 tahun 9 bulan

·         PI = 1,13

Proses Pengolahan Batubara

Apakah Batubara itu?

Adalah kekayaan alam yang dikategorikan sebagai energy fossil terbentuk dari proses metamorfosa yang sangat lama. Strukturnya kimia batubara samasekali bukan rangkaian kovalen karbon sederhana melainkan merupakan polikondensat rumit dari gugus aromatik dengan fungsi heterosiklik^2,3). Jumlah polikondensat yang banyak ini saling berikatan sering disebut dengan “bridge-structure”. Secara optis batubara sering merupakan bongkahan berporus tinggi dengan kadar air yang sangat berfariasi.

Proses pengolahan batubara sudah dikenal sejak seabad yang lalu, diantaranya:

Gasifikasi (coal gasification)

Secara sederhana, gasifikasi adalah proses konversi materi organik (batubara, biomass atau natural gas) biasanya padat menjadi CO dan H2 (synthesis gases) dengan bantuan uap air dan oksigen pada tekanan atmosphere atau tinggi. Rumus sederhananya:

Coal + H2O + O2  à H2 + CO

Fisher Tropsch proses

Fisher Tropsch adalah sintesis CO/H2 menjadi produk hidrokarbon atau disebut senyawa hidrokarbon sintetik/ sintetik oil. Sintetik oil banyak digunakan sebagai bahan bakar mesin industri/transportasi atau kebutuhan produk pelumas (lubricating oil).

(2n+1)H₂ + nCO → C_nH_(2n+2) + nH₂O

Hidrogenasi (hydrogenation)

Hidrogenasi adalah proses reaksi batubara dengan gas hydrogen bertekanan tinggi. Reaksi ini diatur sedemikian rupa (kondisi reaksi, katalisator dan kriteria bahan baku) agar dihasilkan senyawa hidrokarbon sesuai yang diinginkan, dengan spesifikasi mendekati minyak mentah. Sejalan perkembangannya, hidrogenasi batubara menjadi proses alternativ untuk mengolah batubara menjadi bahan bakar cair pengganti produk minyak bumi, proses ini dikenal dengan nama Bergius proses, disebut juga proses pencairan batubara (coal liquefaction).

Pencairan Batubara (coal Liquefaction)

Coal liquefaction adalah terminologi yang dipakai secara umum mencakup pemrosesan batubara menjadi BBM sintetik (synthetic fuel). Pendekatan yang mungkin dilakukan untuk proses ini adalah: pirolisis, pencairan batubara secara langsung (Direct Coal Liquefaction-DCL) ataupun melalui gasifikasi terlebih dahulu (Indirect Coal Liquefaction-ICL). Secara intuitiv aspek yang penting dalam pengolahan batubara menjadi bahan bakar minyak sintetik adalah: efisiensi proses yang mencakup keseimbangan energi dan masa, nilai investasi, kemudian apakah prosesnya ramah lingkungan sehubungan dengan emisi gas buang, karena ini akan mempengaruhi nilai insentiv menyangkut tema tentang lingkungan. Undang-Undang No.2/2006 yang mengaatur tentang proses pencairan batubara.

Efisiensi pencairan batubara menjadi BBM sintetik adalah 1-2 barrel/ton batubara⁴⁾. Jika diasumsikan hanya 10% dari deposit batubara dunia dapat dikonversikan menjadi BBM sintetik, maka produksi minyak dunia dari batubara maksimal adalah beberapa juta barrel/hari. Hal ini jelas tidak dapat menjadikan batubara sebagai sumber energi alternativ bagi seluruh konsumsi minyak dunia. Walaupun faktanya demikian, bukan berarti batubara tidak bisa menjadi jawaban alternativ energi untuk kebutuhan domestik suatu negara. Faktor yang menjadi penentu adalah: apakah negara itu mempunyai cadangan yang cukup dan teknologi yang dibutuhkan untuk meng-konversi-kannya. Jika diversivikasi sumber energi menjadi strategi energi suatu negara, pastinya batubara menjadi satu potensi yang layak untuk dikaji menjadi salah satu sumber energi, selain sumber energi terbarukan (angin, solar cell, geothermal, biomass). Tetapi perlu kita ingat bahwa waktu yang dibutuhkan untuk mempertimbangkannya tidaklah tanpa batas, karena sementara negara2 lain sudah melakukan kebijakan-kebijakan konkret domestik maupun luar negeri untuk mengukuhkan strategi energi untuk kepentingan negaranya.

Pencairan batubara metode langsung (DCL)

Pencairan batubara metode langsung atau dikenal dengan Direct Coal Liquefaction-DCL,dikembangkan cukup banyak oleh negara Jerman dalam menyediakan bahan bakar pesawat terbang. Proses ini dikenal dengan Bergius Process, baru mengalami perkembangan lanjutan setelah perang dunia kedua.

DCL adalah proses hydro-craacking dengan bantuan katalisator. Prinsip dasar dari DCL adalah meng-introduksi-an gas hydrogen kedalam struktur batubara agar rasio perbandingan  antara C/H menjadi kecil sehingga terbentuk senyawa-senyawa hidrokarbon rantai pendek berbentuk cair. Proses ini telah mencapai rasio konversi 70% batubara (berat kering) menjadi sintetik cair. Pada tahun 1994 proses DCL kembali dikembangkan sebagai komplementasi dari proses ICL terbesar setelah dikomersialisasikan oleh Sasol Corp.

Tahun 2004 kerjasama pengembangan teknologi upgrade (antara China Shenhua Coal Liquefaction Co. Ltd. dengan West Virginia University) untuk komersialisasi DCL rampung, untuk kemudian pembangunan pabrik DCL kapasitas dunia di Inner Mongolia. Dalam Phase pertama pabrik ini akan dihasilkan lebih dari 800.000 ton bahan bakar cair pertahunnya.

Berikut adalah kapasitas produksi Shenhua DCL Plant, Inner Mongolia⁵⁾

Phase I:

Plant Cost Estimate               :                       800 mio. USD

Coal Input estimate               :                       2,1 mio. MT/a

Yield of oil products               :                       845.300 MT/a

Estimate production cost       :                       USD 24/bbl

Komposisi oil products yang dihasilkan adalah sebagai berikut:

Diesel                                     : 591.900         (MT/a)

Naphtha                                  : 174.500         (MT/a)

LPG                                        : 70.500           (MT/a)

Liquid Ammonia                     : 8.300             (MT/a)

Total                                       : 845.300         (MT/a)

Dari table di atas dapat dilihat bahwa perkiraan harga produksi tiap-tiap produk BBM sintetik adalah sebesar USD 24 per barrel, jauh lebih rendah dibandingkan harga minyak mentah dunia saat ini yang berkisar di atas USD 60/barrel. Dengan beberapa data penunjang saja, maka break event point-nya sudah dapat dihitung.

Yang menjadikan proses DCL sangat bervariasi adalah beberapa faktor dibawah:

• Pencapaian dari sebuah proses DCL sangat tergantung daripada jenis feedstock /(spesifikasi batubara) yang dipergunakan, sehingga tidak ada sebuah sistem yang bisa optimal untuk digunakan bagi segala jenis batubara.

• Jenis batubara tertentu mempunyai kecenderungan membentuk lelehan (caking perform), sehingga menjadi bongkahan besar yang dapat membuat reaktor kehilangan tekanan dan gradient panas terlokalisasi (hotspot). Hal ini biasanya diatasi dengan mencampur komposisi batubara, sehingga pembentukan lelehan dapat dihindari.

• Batubara dengan kadar ash yang tinggi lebih cocok untuk proses gasifikasi terlebih dahulu, sehingga tidak terlalu mempengaruhi berjalannya proses.

• Termal frakmentasi merupakan phenomena yang terjadi dimana serpihan batubara mengalami defrakmentasi ukuran hingga berubah menjadi partikel-partikel kecil yang menyumbat jalannya aliran gas sehingga menggangu jalannya keseluruhan proses. Hal ini dapat diatasi dengan proses pengeringan batubara terlebih dahulu sebelum proses konversi pada reaktor utama (Lihat skema Brown Coal Liquefaction di bawah).

Proses Pencairan Batubara Muda rendah emisi (Low Emission Brown Coal Liquefaction)

Tahapan proses pencairan batubara muda (Brown Coal Liquefacion):

•  
1. Pengeringan/penurunan kadar air secara efficient
2. Reaksi pencairan dengan limonite katalisator
3. Tahapan hidrogenasi untuk menghasilkan produk oil mentah
4. Deashing Coal Liquid Bottom/heavy oil (CLB)
5. Fraksinasi/pemurnian light oil (desulfurisasi,pemurnian gas,destilasi produk)

Cooperative Study of Development of Low Grade Coal Liquefaction Technology, 2003

Landasan dalam mengembangkan ujicoba produksi (pilot scale) proses pencairan batubara adalah:

• Produk liquid oil yang dihasilkan harus mencapai lebih dari 50%
• Proses pengoperasian harus berjalan dengan kontinuitas lebih daripada 1500 jam.
• Tahapan proses deashing harus mencapai kadar ash (abu) < 500 ppm.
• Optimalisasi/pengembangan proses pengeringan (dewatering) baru.

Literature:

[1] Energy and Advanced Coal Utilization Strategy in China, Prof. Ni Weidou.

[2] ORCHIN, M., REGGEL L., Aromatic Cyclodehydrogenation, J. Am. Chem. Soc., 69, 1947, 505-509.

[3] ORCHIN, M., et al, Aromatic Cyclodehydrogenation, BUREAU of Mines Tech. Paper 708, 1948,       40pp.

[4] Shunichi Yanai and Takuo Shigehisa: CCT Journal, vol.7, p 29 (2003)

[5] Report of the Result of the International Coal Liquefaction Cooperation Project (2003)

[6] A review on coal to liquid fuels and its coal consumption, Mikael Höök*, Kjell Aleklett.