Gambar 4.9 (lanjutan)Mikroskop fluoresensi dari maseralnya liptinite dan pewarnaan dari liptinite ( Perubahan Index suhu) yang berguna untuk batu bara peringkat rendah, namun metode ini tidak disempurnakan sebagai vitrinit reflektansi. Selama coalification, batubara sapropelik terubah mirip dengan komponen liptinite batubara humat. Pada tahap gambut bara sapropelic diperkaya dalam hidrogen relatif terhadap bara humat, tetapi pada stadium lanjut coalification (90% karbon) komposisi kimia boghead, kusam dan mirip batubara humat. selama coalification, sejumlah besar aspal dapat dihasilkan dari batubara sapropelic.4.2.2 Penyebab coalificationProses coalification diatur terutama oleh kenaikan suhu dan waktu selama ini terjadi.4.2.2.1 Suhu

Perubahan suhu dapat dicapai dengan dua cara:1. kontak langsung dari batubara dengan bahan beku, baik gangguan yang kecil atau intrusi besar .batubara kehilangan volatil, oksigen, metana dan air; sedimen di sekitarnya akan menunjukkan bukti kontak metamorfosis, misalnya batubara dengan kualitas terbaik pada daerah Gondwana Afrika Selatan dan India, pada umur Tersier Sumatera, Indonesia. 2. Kenaikan suhu berhubungan dengan kedalaman pengendapan . semakin dalam pengendapan akan menurunkan kandungan oksigen pada batubara, dan peningkatan rasio karbon / volatil . Profesor Carl Hilt (1873) mengamati fenomena ini dan Hilt 's Hukum menyatakan:

Dalam urutan vertikal, pada satu wilayah di lapangan batubara, maka kualitas lapisan batubara naik dengan meningkatnya kedalaman. Tingkat kualitas batubara, yang dikenal sebagai gradient kualitas, tergantung pada gradien panas bumi dan konduktivitas panas batuan. Dimana gradien geotherrnal tinggi (70-80 C / km kedalaman), peringkat bitumen dapat dicapai pada kedalaman 1500 m (Atas Rhine Graben, W Jerman), sedangkan di daerah yang sama, peringkat yang sama tercapai pada kedalaman 2600 m ketika gradien geotherrnal lebih rendah (40 C / km) (Stach 1982). Studi basinal serupa telah menunjukkan variasi gradien panas bumi di berbagai belahan cekungan (Teichmller 1987; Teichmller dan Teichmller 1982). Studi dari Basin Remus dalam menunjukkan gradien panas bumi yang berbeda Arktik Kanada 55 C / km di bagian timur, dan 20 C / km di bagian barat. Bashi Remus berisi 90 lapisan batubara, dengan jajaran mulai dari lignit ke aspal volatilitas tinggi dengan ketebalan purba maksimum 4500 m. Di South Wales, disarankan bahwa proses pembatubaraan yang telah menghasilkan antrasit

Gambar 4.10 urutan Composite memberikan contoh hubungan antara kedalaman, nilai kalor dan peringkat ASTM. Gradien geotherrnal rata-rata untuk urutan ini diperkirakan 26-27 C / ICM. Suggate (1982), dengan izin dari journ. Geologi Minyak

adalah karena kedekatan sumber magma panas. Lapangan antrasit kini memiliki gradient geothermal dari 25 C / km. Gambar 4.10 menggambarkan cara di mana batas-batas peringkat ASTM bervariasi di kedalaman dari permukaan sesuai dengan gradien geothermal, yang tercermin dari variasi kelembaban dan kalori hubungan nilai.4.2.2.2 WaktuBiasanya suhu coalification lebih rendah dari itu disimpulkan dari percobaan coalification pengamatan. Stach (1982) mengutip urutan suhu 100-150C yang cukup untuk pembentukan bituminus menurut pengamatan geologi. Untuk mencapai peringkat yang lebih tinggi, suhu yang lebih tinggi diperlukan dengan tingkat pemanasan yang lebih cepat (contact metamorfosis) dan bukan dengan laju pemanasan lebih lambat (subsidence dan kedalaman pengendapan). Oleh karena itu jelas bahwa tingkat coalification kurang pada lapisan dangkal dengan cepat dan `waktu memasak 'pendek.

menimbulkan efek saat suhu cukup tinggi untuk memungkinkan reaksi kimia terjadi. di mana suhu sangat rendah terjadi periode sangat lama. sedikit coalitleation terjadi; misalnya, Bawah Karbon lignites di Cekungan Moskow. Oleh karena itu pengaruh waktu sangat besar, THC tinggi suhu.4.2.2.3 TekananPengaruh tekanan paling besar selama pemadatan dan paling jelas dari gambut ke tahap sub bituminous, dalam penurunan porositas dan pengurangan kadar air dengan kedalaman. Stach (1982) menyatakan bahwa tekanan mempromosikan 'coalification fisika struktural', sedangkan kenaikan suhu mempercepat 'kimia coalification'. Dengan penurunan bertahap batubara, baik intluences sejajar, tapi kadang-kadang coalitication fisika struktural mungkin mendahului coalification kimia, misalnya, dimana batubara yang memiliki kelembaban rendah terdapat pada awal perlipatan. Proses pembatubaraan secara kimia akan cepat ketika ada panas tambahan, misalnya, dari tubuh intrusi. Dengan meningkatnya coalification kimia, tekanan kurang berpengaruh. Percobaan laboratorium menunjukkan bahwa tekanan sekitar dapat menghambat coalification kimia; misalnya, pengurangan gas lebih sulit, dan perubahan maseralnya ditunda oleh tekanan. Penigkatan kualitas batubara juga dipengaruhi oleh struktur sesar di daerah sekitar proses pembatubaraan4.2.2.4 Radioaktivitas Kenaikan peringkat oleh radioaktivitas jarang diamati, dan mungkin hanya dalam bentuk halo kontak mikroskopis reflektifitas tinggi sekitar4.3 KUALITAS BATUBARA Kualitas batubara pada dasarnya berarti sifat kimia dan fisik batubara yang mempengaruhi penggunaan potensinya. Sangat penting untuk memiliki pemahaman tentang sifat-sifat kimia dan fisika batubara, terutama properti yang akan dibedakan apakah batubara dapat digunakan secara komersial. Batubara harus memiliki kualitas untuk penggunaan yang dipilih; harus memenuhi persyaratan tersebut, agar dapat ditambang dan dijual sebagai produk murni atau, jika kualitas dapat ditingkatkan, maka dapat dicampur dengan batubara lain yang dipilih untuk mencapai produk yang dapat dijual. Kualitas batubara ditentukan oleh dari isi maseral dan mineral asli batubara, dan derajat coalification (rank). Agar hal ini harus dipahami dalam hal analisis. Prosedur untuk menentukan sifat kimia dan fisik batubara telah di buat (lihat Karr 1978). Sejumlah negara dan organisasi mempunyai standar prosedur yang harus dikonsultasikan (Lampiran I). Sebuah pengetahuan tentang sifat batubara yang paling umum dan penting, khususnya mereka yang bekerja pada batu bara, sepetti analisa batubara yang mengevaluasi deposit batubara, yaitu kesadaran pada lapisan batubara atau bagian dari lapisan akan diterima saat pertambangan dimulai, atau sebaliknya, lapisab batubara atau bagian dari lapisan batubara yang akan menghasilkan produk premium untuk pasar yang telah ditentukan. Pertama adalah mungkin bahwa setelah menganalisis batu bara, properti sampai sekarang tidak terdeteksi dapat meningkatkan produk atau bahkan menyarankan kegunaaan batubara utuk hal lainnya, misalnya penemuan bahwa batubara memiliki sifat kokas yang baik ketika awalnya dipertimbangkan untuk produk batubara uap. Dengan diberikan bahan kimia dasar dan sifat fisik batubara dan artinya dalam hal kegunaan 'batubara.4.3.1 sifat kimia batubaraSecara sederhana batubara dapat terdiri dari air, batubara murni dan bahan mineral. Kelembaban terdiri dari kelembaban permukaan dan kelembaban terikat secara kimia, batubara murni adalah batubara yang seluruhnya terdirin dari bahan organik, dan bahan mineral adalah sejumlah bahan anorganik ini, yang ketika batubara dibakar menghasilkan abu. Jelas dekomposisi selama pemanasan beberapa mineral anorganik menjadi abu dan komposisi bahan mineral tidak bisa sama. Analisis batubara sering dilaporkan sebagai analisis proksimat atau ulti-mate. Analisis proksimat merupakan analisis yang luas yang menentukan jumlah air, zat terbang, karbon tetap dan abu. Ini adalah yang paling mendasar dari semua analisis batubara dan sangat penting dalam penggunaan praktis batubara. Tes sangat tergantung pada prosedur yang digunakan, dan hasil yang berbeda diperoleh dengan menggunakan waktu yang berbeda dan suhu. Oleh karena itu penting untuk mengetahui penggunaan prosedur,dan dasar dilaporkan (lihat Bagian 4.3.1.1). Analisis utamanya adalah penentuan unsur-unsur kimia dalam batubara, yaitu karbon, hidrogen, oksigen, nitrogen dan sulfur. Selain itu, perhitungan jumlah dari elemen-elemen yang memiliki hubungan langsung dengan kegunaan batubara diperlukan. Ini mungkin termasuk bentuk sulfur, klor, dananalisis unsur-unsur yang membentuk kandungan bahan mineral batubara dan elemen yang dipilih.analisis unsur-unsur yang membentuk kandungan bahan mineral batubara dan elemen yang dipilih.4.3.1.1 Dasar data analitis

Sebelum melanjutkan ke analisis batubara, yang terpenting untuk memahami bagaimana kadar air, abu, volatil materi dan karbon tetap berhubungan satu sama lain, dan dasar dimana data analisis disajikan. Hal ini penting dalam mengevaluasi batubara sebelum dianalisis yang menjadi dasar penyajian.sayangnya masalah umum bahwa analisa diberikan dan tidak mengindikasikan dasar penyajian. Memang, mereka sering terdaftar bersama-sama pada basis yang berbeda yang tidak disebutkan. Analisis batubara dapat dilaporkan sebagai berikut (lihat Tabel 4.15):1. `Sebagai menerima 'dasar (a.r.), juga` sebagai sampel. Data dinyatakan sebagai persentase dari termasuk kadar air total, yaitu termasuk permukaan dan kadar kelembaban dari batubara. 2. `Air-kering 'dasar (a.d.b.). Data dinyatakan sebagai persentase dari batubara-udara kering; ini termasuk kelembaban udara kering tetapi tidak kelembaban permukaan batubara.3. kering dasar . data ditunjukkan dalam persentase setelahkelembaban telah dihilangkan. 4. `kering bebas abu 'dasar (d.a.f.). Batubara dianggap terdiri dari zat terbang dan karbon tetap pada

Tabel 4.15 Komponen batubara pelaporan ke basis yang berbeda. Dari Ward (1984), dengan izin dari Blackwell Publikasi Ilmiah

3. `basis kering '(kering). Data dinyatakan sebagai persentase dari batubara setelah semua dasar perhitungan kembali dengan kelembaban dan abu dihapus. Perlu dicatat bahwa ini tidak memungkinkan untuk zat terbang yang berasal dari mineral pengotor dalam batubara udara kering. Dasar ini digunakan sebagai cara termudah untuk membandingkan fraksi organik batubara. 5. 'Dry, mineral-materi-bebas' dasar (d.m.m.f.). Di sini perlu bahwa jumlah total mineral materi daripada abu ditentukan, sehingga kandungan zat terbang dalam hal mineral dapat dihapus.Tabel 4.16 memberikan formula yang diperlukan untuk perhitungan hasil ke basis di atas (Ekstrak dari 11S 1016- 100 (1994)). Selain itu, negara-negara berikut telah mengembangkan persamaan untuk menghitung kandungan bahan mineral batubara mereka.Amerika Utara :Rumus AsliMM = 1.08 A = 0.55SRumus ModifikasiMM = 1.13A + 0,47 Spyr + CIUKRumus BCURA MM = 1.10A + 0.53S + 0.74 CO2 0.36Rumus KMC ( Direvisi oleh Batubara Inggris )MM = 1.13A + ).5 Spyr + 0.8 CO2- 2.8 Sash+ 2.8 Ssulph + 0.3 CI

Tabel 4.16 Forrnulite untuk ealculation hasil untuk basis yang berbeda. Dari i3s 1016-100 (1994) Reprodueed dengan permissto dari BSI bawah Licencc Nomor 2002 SIC / 0003

Australia: Standards Association of Australia rumus MM = 1 .1 A dimana MM = bahan mineral%, A = abu%, S = Total sulfur%, Spyr = pirit sulfur%, Phate sulfur%, selempang = sulfur dalam klorin%, CO2 = karbon dioksida%. A11 nilai disajikan secara kering udara.SSulph = sul-abu%, Cl4.3.1.2 analisa kelembaban proksimatTerminologi yang digunakan dalam menggambarkan kadar air batubara dapat membingungkan dan perlu diklarifikasi. Istilah yang paling membingungkan adalah kelembaban yang melekat, yang memiliki banyak definisi yang berbeda dan harus dihindari. Jika digunakan dalam tes apapun itu perlu untuk memastikan definisi yang tepat menggunakan referensi. Tidak ada metode yang tepat untuk menentukan kadar air. Industri batubara karena itu telah mengembangkan satu set definisi empiris ditentukan sebagai berikut: 1. Permukaan air. Ini adalah kelembaban adventif, tidak alami dengan batu bara dan yang dapat dihilangkan dengan suhu pengeringan rendah (c. 40 C). Tahap pengeringan ini biasanya yang pertama dalam analisis dan kelembaban yang tersisa setelah langkah ini dikenal sebagai kelembaban udara kering.2. Sebagai penerima atau kelembaban saat dikirimkan. Ini adalah total kelembaban sampel batubara saat diterima atau dikirim ke laboratorium. Biasanya

laboratorium akan udara-kering sampel batubara, sehingga mendapatkan pengeringan udara '. Sebuah langkah pengeringan agresif kemudian dilakukan yang menentukan kelembaban udara kering. Hasil ini ditambahkan bersama-sama untuk memberikan total / seperti yang diterima / kelembaban saat pengeringan. 3. Jumlah kelembaban. Ini semua kelembaban yang dapat dihilangkan dengan pengeringan agresif (c. 150 C dalam hampa udara atau atmosfer nitrogen). 4. Air-kering kelembaban. Ini adalah kelembaban yang tersisa setelah pengeringan udara dan yang dapat dihapus dengan pengeringan aggresif. Selain istilah ini umumnya digunakan, istilah berikut semakin digunakan: kapasitas memegang air (MHC); Kapasitas kelembaban atau kelembaban keseimbangan (EQ). Hal ini tidak dalam ruang lingkup buku ini untuk prosedur analitis detail diperlukan tetapi cukup untuk mengatakan bahwa itu adalah panjang dan mahal. Istilah-istilah ini berhubungan dengan lapisan atau kelembaban batubara pada in situ. Numerik MHC dari batubara bituminous akan lebih tinggi dari kelembaban udara kering dan lebih rendah dari jumlah kelembaban. Secara teknis MHC yang meningkat dengan penurunan peringkat (Gambar 4.11). Kelembaban yang tinggi tidak diinginkan dalam batubara seperti Kimia-turun tajam inert dan menyerap panas selama pembakaran, dan menciptakan kesulitan dalam penanganan dan transportasi. Ini menurunkan

Gambar 4.11 Variasi Generalised kapasitas (atau udara kering) kelembaban dengan pangkat. Dari Berkowitz (1979), dengan izin dari Academic Press

nilai kalor dalam uap batubara dan menurunkan jumlah karbon yang tersedia di batubara kokas.

Abu

Abu batubara adalah bahwa residu anorganik yang tersisa setelah pembakaran. Perlu diingat bahwa kadar abu ditentukan tidak setara dengan kandungan bahan mineral batubara. Memang, bagaimanapun, merupakan sebagian dari bahan mineral dalam batubara setelah kehilangan komponen volatil seperti CO2, SO2 dan H20, yang telah didorong dari senyawa mineral seperti karbonat, sulfida dan tanah liat. Dalam uap batubara, kandungan abu yang tinggi secara efektif akan mengurangi nilai kalori nya. Rekomendasi kandungan abu maksimum untuk batubara uap ysng digunakan sebagai bahan bakar bubuk sekitar 20% (udara kering), tapi untuk beberapa boiler stoker-dipecat, nilai-nilai yang lebih rendah yang diinginkan. Dalam bara kokas, maksimal 10-20% (air-dried) dianjurkan, karena kandungan abu tinggi mengurangi efisiensi dalam blast furnace.soal 20-25% (d.a.f.). Dalam stoker tembak untuk pembangkit listrik, batas zat terbang direkomendasikan adalah 25-40% (daf). Hampir tidak ada lirnit untuk zat terbang untuk batubara yang digunakan dalam produksi semen. dalam produksi coke, kandungan bahan volatil yang tinggi akan memberikan hasil cokc lebih rendah sehingga kualitas terbaik kokas batubara memiliki berbagai zat terbang dari 20-35% (udara kering), tetapi nilai-nilai 16-,36% dapat digunakan.

Karbon tetap

Kandungan karbon tetap batubara adalah karbon yang ditemukan dalam residu yang tersisa setelah zat terbang telah dibebaskan. Karbon tetap tidak ditentukan secara langsung, tapi bedanya, dalam batubara udara drieti, antara total persentase komponen lainnya yaitu kadar air, abu dan zat terbang, dan 100%.

Volatile materi materi Volatile menyatakan bahwa komponen batubara, kecuali kelembaban, yang dibebaskan pada suhu tinggi tanpa adanya udara. Bahan ini berasal terutama dari fraksi organik batubara, tetapi sejumlah kecil juga mungkin dari bahan mineral. Koreksi untuk zat terbang yang berasal dari kedua dapat dibuat dalam karya teknis, tetapi biasanya tidak diperlukan dalam praktek comrnercial. Dalam bubuk pembakaran bahan bakar untuk pembangkit listrik, kebanyakan boiler dirancang untuk minimum yang mudah menguap

4.3.1.3 Analisis Ultimate analisis Ultimate batubara terdiri dari determinasi karbon dan hidrogen sebagai produk pembakaran gas lengkap, penentuan sulfur, nitrogen dan abu dalam materi secara keseluruhan, dan estimasi oksigen oleh perbedaan.

Karbon dan hidrogen

Ini dibebaskan sebagai CO2 dan H20 ketika batubara dibakar dan paling mudah ditentukan bersama-sama. Namun, CO2 dapat dibebaskan dari segala mineral karbonat ini, dan H20 mungkin berasal dari mineral tanah liat atau dari kelembaban yang melekat dalam batubara-udara kering, atau keduanya. Tunjangan harus dibuat untuk sumber-sumber anorganik karbon dan hidrogen.

Nitrogen Kandungan nitrogen batubara yang signifikan terutama dalam kaitannya dengan polusi udara. Setelah pembakaran batubara, nitrogen membantu untuk membentuk oksida yang dapat dilepaskan sebagai gas buang dan dengan demikian mencemari atmosfer; sebagai hasilnya, batu bara yang rendah nitrogen lebih disukai di industri. Bara tidak harus sebagai aturan memiliki kandungan nitrogen lebih dari 1,5-2,0% (daf) karena emisi NOx tersebut.

Sulphur Seperti dalam kasus nitrogen, kandungan sulfur batubara menyajikan masalah dengan pemanfaatan dan resultan polusi. Sulphur menyebabkan coosion dan fouling tabung boiler, dan atmosph rr eric dalam gas buang. polusi ketika dirilis Sulphur dapat hadir dalam batubara dalam tiga bentuk: 1. sulfur organik, hadir dalam senyawa organik batubara. 2 sulfur pirit, hadir sebagai RALS tambang sulfida dalam batubara, terutama besi sul pirit membenci. 3. Sulfat mineral, biasanya hydrous besi atau kalsium p, yang dihasilkan oleh oksidasi fraksi sulfida batubara. Dalam analisis akhir dari batubara, hanya isi total sulfur bertekad; Namun, dalam banyak kasus, jumlah relatif sulfur dalam setiap form diperlukan. Hal ini dilakukan sebagai analisis terpisah. Total kandungan sulfur dalam batubara uap yang digunakan untuk pembangkit listrik tidak melebihi 0,8-1,0% (udara-driecl); nilai maksimum akan tergantung pada peraturan emisi lokal. Dalam industri semen, kandungan sulfur total hingga 2,0% (udara kering) dapat diterima, tetapi maksimum 0,8% (air-dried) yang diperlukan dalam bara kokas, karena nilai-nilai yang lebih tinggi mempengaruhi kualitas baja.

Oksigen Oksigen adalah komponen dari banyak senyawa organik dan anorganik dalam batubara serta kadar air. Ketika batubara dioksidasi, oksigen mungkin berada di dalam oksida, hidroksida dan mineral sulfat, serta bahan organik teroksidasi. Harus diingat bahwa oksigen merupakan indikator penting dari peringkat dalam batubara. Oksigen secara tradisional ditentukan dengan mengurangi jumlah elemen lain, karbon, hidrogen, nitrogen dan belerang dari 100%.

4.3.1.4 Bentuk analisis lain sulfur Proporsi bentuk organik, anorganik dan sulfat belerang yang penting ketika mempertimbangkan kegunaan komersial batubara. Persiapan batubara dapat mengurangi anorganik (pirit) dan preparat, tapi tidak akan mengurangi kandungan sulfur organik. Oleh karena itu jika batubara memiliki kandungan sulfur yang tinggi, adalah penting untuk mengetahui apakah ini dapat dikurangi dengan metode persiapan batubara; jika tidak, maka mungkin berarti bahwa batubara tidak dapat digunakan, atau paling digunakan dalam campuran dengan produk sulfur rendah. Juga, pirit sulfur dapat dikaitkan dengan kewajiban untuk pembakaran spontan.Batubara sebagai Zat 105 Karbon dioksida Karbon dioksida batubara terjadi pada fraksi bahan mineral karbonat. Karbonat membebaskan CO2 di com-bustion, dan contributc kandungan karbon total batubara; Reaksi ini, bagaimanapun, mengurangi jumlah energi yang tersedia dari batubara.

KlorinKandungan klorin batubara rendah, biasanya terjadi sebagai garam anorganik natrium, kalium dan kalsium klorida. Kehadiran jumlah yang relatif tinggi klorin dalam batubara merugikan penggunaannya. Dalam boiler klorin menyebabkan korosi dan fouling, dan ketika hadir dalam gas buang, itu memberikan kontribusi untuk polusi udara. Uap batubara harus memiliki kandungan klorin maksimum 0,2-0,3% (udara kering), dan batubara yang digunakan dalam produksi semen, maksimal 0,1% (udara kering) dianjurkan.

Fosfor Fosfor mungkin ada dalam batubara, biasanya terkonsentrasi di apatit mineral. Hal ini tidak diinginkan untuk sejumlah besar fosfor untuk hadir dalam kokas batubara untuk digunakan dalam industri metalurgi, karena memberikan kontribusi untuk memproduksi baja rapuh. Hal ini juga tidak diinginkan dalam stoker pembakaran batubara karena menyebabkan fouling dalam boiler. Coking bara harus memiliki kandungan fosfor maksimum 0,1% (udara kering).Analisis abu abu batubara merupakan residu dari bahan mineral yang dibakar, dan dapat dipecah dan dinyatakan sebagai rangkaian oksida logam yang membentuk litosfer. Ini adalah Si02, Al203, Ti02, CaO, MgO, K20, Na20, P205, Fe203, dan S03. Data-data ini penting dalam menentukan bagaimana batubara akan berperilaku, seperti batubara uap boiler di mana slagging dan fouling dapat mengakibatkan, karena kehadiran sejumlah besar oksida besi, kalsium, natrium, dan / atau kalium dapat menyebabkan abu dengan rendah suhu fusi abu. Dalam bara kokas, natrium dan kalium oksida harus maksimal 3% dalam abu, sebagai alkali yang tinggi menyebabkan kokas yang tinggi reaktivitas.Analisis elemen jejak Batubara mengandung jumlah yang beragam elemen dalam komposisi mereka secara keseluruhan. Mereka didominasi asso-diasosiasikan dengan fraksi organik boron, berilium