Debu batubara yang dihasilkan dari proses penambangan dan pengangkutan, memiliki dampak yang signifikan terhadap kualitas batu bara itu sendiri. Dampak ini dapat berwujud perubahan fisik, kimia, dan bahkan ekonomis pada batu bara. Sehingga dapat merugikan bagi pemilik tambang.
Setelah sebelumnya membahas cara mengolah batu bara, artikel ini akan membahas pengaruh debu batu bara terhadap kualitas batubara untuk pertambangan. Yuk, simak!
Menyebabkan Penurunan Nilai Kalor
Debu yang menempel pada permukaan batu bara dapat mengurangi nilai kalornya. Debu batubara merupakan partikel halus hasil dari proses penambangan dan pengolahan batu bara. Coal dust memiliki dampak signifikan terhadap penurunan nilai kalor batubara.
Hal ini disebabkan karena debu seringkali mengandung mineral-mineral inert yang tidak mudah terbakar. Penurunan nilai kalor ini akan berdampak langsung pada efisiensi pembakaran batu bara dan mengurangi output energi yang dihasilkan.
Yang menyebabkan debu batubara menurunkan nilai kalor:
- Peningkatan Kadar Impuritas: Debu batubara seringkali mengandung berbagai jenis mineral inert seperti silika, alumina, dan besi oksida. Mineral-mineral ini tidak memiliki nilai kalori dan justru akan mengurangi proporsi bahan bakar yang dapat terbakar secara efektif.
- Penurunan Kadar Karbon: Debu batubara umumnya memiliki kadar karbon yang lebih rendah dibandingkan dengan batubara utuh. Karbon adalah komponen utama dalam batu bara yang bertanggung jawab atas nilai kalornya. Semakin rendah kadar karbon, semakin rendah pula nilai kalornya.
- Peningkatan Kadar Air: Debu batubara cenderung menyerap air lebih banyak dibandingkan dengan batubara utuh. Air yang terkandung dalam batubara akan menyerap panas selama proses pembakaran, sehingga mengurangi panas yang tersedia untuk menghasilkan uap.
- Peningkatan Abu: Debu batubara akan meningkatkan jumlah abu dalam batu bara. Abu merupakan residu non-kombustibel yang dihasilkan dari pembakaran batu bara. Semakin tinggi kadar abu, semakin rendah efisiensi pembakaran dan semakin banyak panas yang terbuang.
Dampak terjadinya penurunan nilai kalor pada kualitas batubara:
- Efisiensi Pembakaran Menurun: Dengan nilai kalor yang lebih rendah, diperlukan lebih banyak batubara untuk menghasilkan jumlah panas yang sama. Hal ini akan meningkatkan biaya operasional pembangkit listrik atau industri yang menggunakan batu bara sebagai bahan bakar.
- Peningkatan Emisi: Untuk menghasilkan energi yang sama, pembakaran batu bara dengan nilai kalor yang lebih rendah akan menghasilkan lebih banyak emisi gas buang, seperti karbon dioksida, sulfur dioksida, dan nitrogen oksida.
- Kerusakan Peralatan: Debu batubara yang mengandung partikel abrasif dapat merusak peralatan pembakaran, seperti tungku dan pipa. Hal ini akan meningkatkan biaya perawatan dan mengurangi umur pakai peralatan.
Peningkatan Kadar Air
Debu batubara dapat secara signifikan meningkatkan kadar air dalam batu bara. Ini merupakan salah satu masalah serius dalam industri pertambangan batu bara, karena kadar air yang tinggi akan menurunkan nilai kalori batu bara dan berdampak pada efisiensi pembakaran.
Berikut ini adalah yang membuat debu batubara meningkatkan kadar air?
- Sifat Higroskopis: Debu batubara memiliki permukaan yang luas dan cenderung menyerap uap air dari udara. Partikel-partikel halus debu ini bertindak seperti spons yang menyerap kelembaban.
- Perlindungan Terhadap Evaporasi: Lapisan debu yang menempel pada permukaan batu bara dapat bertindak sebagai penghalang, menghambat proses penguapan air dari dalam batu bara.
- Kapilaritas: Struktur pori-pori dalam debu batubara memungkinkan air untuk bergerak ke dalam dan terperangkap di dalamnya melalui proses kapilaritas.
Jika terjadi peningkatan kadar air, berikut ini yang akan dialami batu bara:
- Penurunan Nilai Kalor: Air membutuhkan energi untuk menguap selama proses pembakaran. Semakin tinggi kadar air, semakin banyak panas yang terpakai untuk menguapkan air, sehingga mengurangi panas yang tersedia untuk menghasilkan uap.
- Peningkatan Biaya Transportasi: Batu bara dengan kadar air tinggi memiliki berat yang lebih besar, sehingga meningkatkan biaya transportasi.
- Peningkatan Emisi: Pembakaran batu bara dengan kadar air tinggi dapat menghasilkan lebih banyak uap air, yang dapat berkontribusi pada pembentukan kabut dan hujan asam.
- Kerusakan Peralatan: Kadar air yang tinggi dapat menyebabkan korosi pada peralatan pembakaran dan pengangkutan batu bara.
Debu Batubara Penyebab Kontaminasi oleh Impuritas
Debu batubara tidak hanya mengurangi kualitas batu bara dengan meningkatkan kadar air dan menurunkan nilai kalor, tetapi juga mencemarinya dengan berbagai jenis impuritas. Impuritas adalah adanya zat asing yang tidak seharusnya ada pada batubara.
Partikel-partikel halus dalam debu ini seringkali mengandung mineral-mineral anorganik, senyawa organik, bahkan logam berat seperti sulfur, nitrogen, dan berbagai jenis abu. Tingginya kadar impuritas ini dapat merusak peralatan pembakaran, meningkatkan emisi gas buang yang berbahaya, serta menurunkan efisiensi pembangkit listrik.
Debu batubara dapat meningkatkan kontaminasi karena hal berikut:
- Konsentrasi Impuritas yang Tinggi: Debu batubara seringkali memiliki konsentrasi impuritas yang lebih tinggi dibandingkan dengan batubara utuh. Hal ini disebabkan oleh proses pemisahan mekanis selama penambangan dan pengolahan yang cenderung mengkonsentrasikan partikel-partikel halus yang mengandung impuritas.
- Adsorpsi Impuritas: Permukaan partikel debu batubara yang luas memberikan area yang besar untuk adsorpsi atau penyerapan berbagai jenis impuritas.
- Perlindungan Terhadap Pelapukan: Lapisan debu yang menempel pada permukaan batu bara dapat melindungi impuritas dari proses pelapukan dan oksidasi, sehingga impuritas tersebut tetap terbawa selama proses pembakaran.
Jenis-jenis impuritas:
- Mineral Anorganik: Silika, alumina, besi oksida, kalsium karbonat, dan sulfur adalah beberapa contoh mineral anorganik yang umum ditemukan dalam debu batubara.
- Senyawa Organik: Senyawa organik seperti bitumen dan resin juga dapat terkonsentrasi dalam debu batubara.
- Logam Berat: Logam berat seperti merkuri, timbal, dan arsenik dapat ditemukan dalam jumlah kecil dalam debu batubara, terutama jika batubara tersebut terbentuk dalam lingkungan yang terkontaminasi.
Dampak kontaminasi oleh impuritas yang dapat menurunkan kualitas batubara:
- Peningkatan Emisi: Pembakaran batu bara yang terkontaminasi oleh impuritas dapat menghasilkan berbagai jenis emisi berbahaya, seperti sulfur dioksida (SO2), nitrogen oksida (NOx), partikulat matter (PM), dan logam berat. Emisi-emisi ini dapat menyebabkan polusi udara, hujan asam, dan masalah kesehatan pada manusia.
- Kerusakan Peralatan: Beberapa impuritas, seperti sulfur dan klorida, dapat menyebabkan korosi pada peralatan pembakaran.
- Pencemaran Lingkungan: Impuritas yang terkandung dalam abu terbang dari pembakaran batu bara dapat mencemari tanah dan air di sekitar pembangkit listrik.
Abrasi pada Peralatan Pertambangan disebabkan Debu Batubara
Debu batubara memiliki sifat abrasif yang cukup tinggi, yang artinya partikel-partikel halus dalam debu ini dapat menggores dan mengikis permukaan material lain.
Hal ini menyebabkan dampak yang signifikan terhadap peralatan yang digunakan dalam proses penambangan dan pengolahan batu bara, seperti conveyor belt, crusher, dan mill. Hal ini akan meningkatkan biaya perawatan dan mengurangi umur pakai peralatan.
Lalu, bagaimana debu batubara menyebabkan abrasi?
- Kekerasan Partikel: Partikel debu batubara terdiri dari mineral-mineral yang cukup keras, seperti kuarsa dan silika. Ketika partikel-partikel ini bergerak bersama dengan aliran udara atau air, mereka bertindak seperti amplas yang menggosok permukaan peralatan.
- Bentuk Partikel: Bentuk partikel debu yang tajam dan tidak beraturan juga meningkatkan kemampuan abrasifnya. Partikel-partikel ini dapat menembus celah-celah kecil pada permukaan peralatan dan menyebabkan kerusakan.
- Kecepatan dan Volume: Semakin tinggi kecepatan dan volume aliran debu, semakin besar pula gaya abrasif yang dihasilkan.
Abrasi akibat debu batubara dapat menyebabkan berbagai kerusakan pada peralatan, antara lain:
- Penipisan Material: Permukaan peralatan menjadi lebih tipis akibat terus-menerus terkikis oleh partikel debu.
- Kerusakan Permukaan: Munculnya goresan, lekukan, dan lubang pada permukaan peralatan.
- Peningkatan Gesekan: Permukaan yang kasar akibat abrasi meningkatkan gesekan, sehingga menyebabkan keausan yang lebih cepat.
- Kegagalan Komponen: Dalam kasus yang parah, abrasi dapat menyebabkan komponen peralatan menjadi retak atau bahkan patah.
Beberapa peralatan yang paling rentan terhadap abrasi akibat debu batubara antara lain:
- Pompa: Bagian dalam pompa, terutama impeller dan casing, sering mengalami abrasi yang signifikan.
- Pipa: Dinding bagian dalam pipa, terutama pada titik belokan dan sambungan, rentan terhadap abrasi.
- Valves: Bagian-bagian yang bergerak pada valve, seperti seat dan disk, dapat mengalami keausan akibat abrasi.
- Crusher dan Mill: Peralatan penghancur dan penggiling batu bara mengalami abrasi yang sangat tinggi karena terus-menerus berkontak langsung dengan partikel-partikel kasar.
- Conveyor Belt: Permukaan conveyor belt yang bersentuhan dengan batu bara dapat terkikis oleh partikel debu.
Upaya Preventif dengan Chemical Batubara PIC 103 Wetting Agent
Debu batubara merupakan masalah besar dalam industri pertambangan. Untuk mengatasinya, seringkali digunakan zat yang disebut wetting agent. Zat ini bekerja dengan cara melapisi partikel batubara dengan lapisan tipis air, sehingga mengurangi pembentukan debu dan risiko kebakaran. Salah satu wetting agent yang banyak digunakan adalah PIC 103 produksi Samidi Udaya.
Chemical batubara PIC 103 terdiri dari surfaktan dan humektan. Surfaktan membantu air untuk lebih mudah membasahi permukaan batubara, sedangkan humektan menjaga kelembaban lapisan tersebut. Dengan begitu, partikel batubara akan saling menempel dan tidak mudah terbawa angin.
Selain mencegah debu, PIC 103 juga dapat menghambat proses oksidasi, sehingga menjaga kualitas batubara dan memperpanjang umur simpannya. Penggunaan PIC 103 ini merupakan solusi efektif untuk meningkatkan keselamatan kerja, mengurangi dampak lingkungan, dan meningkatkan efisiensi dalam penanganan batubara.
Kesimpulan
Penggunaan wetting agent yang mengandung surfaktan dan humektan merupakan salah satu upaya preventif yang efektif untuk mengatasi masalah debu dan oksidasi. Dengan memahami mekanisme kerja dan manfaat dari wetting agent, maka pemilihan dan penggunaan wetting agent yang tepat dapat dilakukan untuk mencapai hasil yang optimal. Hubungi kami di sini untuk pemesanan produk chemical batubara.