## APLIKASI AGLOMERASI MENGGUNAKAN CAO DAN OLI BEKAS DALAM UPAYA PENINGKATAN NILAI KALORI BATUBARA SUB-BITUMINOUS
Setiarto Pratigto 1 , Gladis Chertins Angel 1 , Eriek Aristya Pradana Putra 2 , Dewi Purnama Sari 1 ,
1 Teknik Kimia Mineral, Politeknik Industri Logam Morowali
2 Teknik Perawatan Mesin, Politeknik Industri Logam Morowali Coresponding Autor: setiarto@pilm.ac.id

## A. PENDAHULUAN
Penggunaan  batubara  kalori  rendah  dan  sedang  dilakukan  karena  ketersediaan batubara kalori tinggi yang semakin menipis, dibandingkan batubara kalori rendah atau sedang. Kementerian ESDM mencatat cadangan batubara Indonesia per 19 Januari 2022 sebanyak  31,7  miliar  ton.  Data  tersebut  dihimpun  dari  Pusat  Sumber  Daya  Mineral, Batubara,  dan  Panas  Bumi,  dengan  perincian  cadangan  batubara  berkalori  rendah  atau kurang  dari  5.100  kalori/gram  sebesar  10,9  miliar  ton.  Kalori  sedang  atau  5.100 kalori/gram-6.100 kalori/gram sebanyak 18,8 miliar ton. Kemudian, batubara berkalori tinggi  dengan  kadar  6.100  kalori/gram-7.100  kalori/gram  sebanyak  1,5  miliar  ton (Antara,  2022).  Peningkatan  nilai  kalori  batubara  dapat  dilakukan  dengan  beberapa metode  seperti  pencucian  batubara,  desulfurisasi  menggunakan  udara  dan  air,  proses upgrading browncoal menggunakan pelumas, desulfurisasi menggunakan asam dengan metode  leaching,  pencucian  batubara  dengan  metode  flotasi,  metode  aglomerasi,  dan beberapa  metode lainnya. Beberapa upaya  tersebut  secara  langsung  dapat  menurunkan emisi gas buang dan kadar abu batubara serta meningkatkan nilai kalori batubara.
Metode  aglomerasi  merupakan  salah  satu  metode  yang  banyak  dikaji  dalam peningkatan  nilai  kalori  batubara.  Metode  aglomerasi  merupakan  pencucian  batubara secara  fisika  dan  kimia  dengan  penambahan  media  air  dan  minyak  sebagai  pemisah
Abstract: Coal  is  an  energy  source  with  enormous  benefits,  especially  in  the  industrial  world.  Coal  in Indonesia is mostly used as fuel for power plants. The use of low-calorie coal as fuel produces elements of impurities that will increase the ash and sulfur content of low-calorie coal combustion. So that it can cause exhaust  gas  emissions  in  the  form  of  SO X ,  CO,  and  NO X .  Agglomeration  is  one  of  the  desulfurization technologies  by  washing  clean  coal  in  increasing  the  calorific  value  of  coal  by  washing  coal  physically and  chemically  with  the  addition  of  water  and  oil  as  a  separator.  The  purpose  of  this  study  was  to determine  the  increase  in  the  calorific  value  of  coal  after  the  agglomeration  process.  The  results  of agglomeration with CaO media and used oil can increase the calorific value of sub-bituminous coal with an  average  effectiveness  of  21.49%.  The  average  calorific  value  of  coal  samples  after  agglomeration increased from 5808 Cal/g to 7056.05 Cal/g.
Keywords : Agglomeration, Coal, CaO, Used Oil, Sub-Bituminous
Abstrak: Batubara merupakan sumber energi dengan manfaat yang sangat besar khususnya dalam dunia industri.  Batubara  di  Indonesia  paling  banyak  digunakan  sebagai  bahan  bakar  PLTU.  Penggunaan batubara kalori rendah sebagai bahan bakar menghasilkan elemen-elemen impurities (kotoran penggangu) yang akan meningkatkan kadar abu dan sulfur pada pembakaran batubara kalori rendah. Sehingga dapat menyebabkan  emisi  gas  buang  berupa  SO X ,  CO,  dan  NO X .  Aglomerasi  merupakan  salah  satu  teknologi desulfurisasi  dengan  cara  pencucian  batubara  bersih  dalam  peningkatan  nilai  kalori  batubara  yang dilakukan  cara  pencucian  batubara  secara  fisika  dan  kimia  dengan  penambahan  media  air  dan  minyak sebagai  pemisah.  Tujuan  dari  penelitian  ini  yaitu  untuk  mengetahui  peningkatan  nilai  kalori  batubara setelah  proses  aglomerasi.  Hasil  aglomerasi  dengan  media  CaO  dan  oli  bekas  dapat  meningkatkan  nilai kalori  batubara  sub-bituminous  dengan  efektivitas  rata-rata  yaitu  sebesar  21,49%.  Nilai  rata-rata  kalori sampel batubara setelah aglomerasi naik dari 5808 Kal/g menjadi 7056,05 Kal/g.
KataKunci : Aglomerasi, Batubara, CaO, Oli Bekas, Sub-Bituminous
(Prastya  et  al.,  2021).  Perbedaan  tegangan  permukaan  menyebabkan  sulfur  dan  ash dapat  terpisah  dari  batubara.  Berdasarkan  masalah  diatas  sehingga  dilakukan peningkatan  kualitas  batubara  dengan  metode  aglomerasi  menggunakan  CaO  dan  oli bekas. Oli bekas dapat meningkatkan nilai kalori batubara, selain itu CaO dinilai lebih efektif dalam menurunkan emisi sulfur.
Batubara  merupakan  salah  satu  sumber  energi  yang  melimpah  dan  hampir merata  di  kepulauan  Indonesia.  Cadangan  minyak  sebagai  bahan    bakar  diprediksikan akan  semakin  menipis  dan  diperkirakan  akan  habis  dalam  jangka  waktu  dekat,  oleh karena itu pemerintah Indonesia telah menetapkan sumber energi alternatif utama  yang cukup  untuk  200  sampai  300  tahun  mendatang  yaitu  batubara  (Nukman  &  Poertadji, 2006b). Jenis-jenis batubara ditunjukkan pada Gambar 1 sebagai berikut.
Gambar 1 . Jenis-jenis batubara (Tribhakti, 2021)
Jenis-jenis  batubara  berdasarkan  mutu  atau  tingkatannya  yaitu  (Putri  & Fadhillah, 2019):
1)  Antrasit  merupakan  kelas  tertinggi  batubara,  luster  (berwarna  hitam  berkilau), metalik, mengandung antara 86%-98% unsur Karbon (C).
2)  Bituminus mengandung 68%-86% unsur Karbon (C) dan berkadar air 8–10% dari beratnya.  Jenis  batubara  ini  merupakan  yang  paling  banyak  di  tambang  di Indonesia, yang tersebar di pulau Sumatera, Kalimantan, dan Sulawesi.
3)  Sub-bituminus merupakan batubara yang mengandung sedikit Karbon dan banyak air,  sehingga  menjadi  sumber  panas  yang  kurang  efisien  dibadingkan  dengan bituminus.
4)  Lignit  merupakan  batubara  yang  bewarna  hitam  dengan  memiliki  tekstur  seperti kayu dengan brown coal. Kadar air batubara jenis lignit sekitar 35% - 75%.
5)  Gambut merupakan batuan sedimen organik yang terbakar dengan kandungan air lebih  dari  75%,  dan  kandungan  mineral  lebih  kecil  dari  dari  50%  dalam  kondisi kering,  berasal  dari  tumpukan,  hancuran,  atau  bagian  dari  tumbuhan  yang terhumidifkasi dalam kondisi tertutup udara, tidak padat.
Limestone (batu  kapur)  CaCO 3 berfungsi  sebagai  sorbent  (zat  penyerap  SO 2 ). Teknologi  penggunaan  batu  kapur  untuk  desulfurisasi  dengan  cara  injeksi  batukapur merupakan teknologi paling  sederhana  yang dimana  batu  kapur  kering  diinjeksikan ke dalam  tungku  bagian  atas  agar  batu  kapur  bereaksi  dengan  SO 2 dalam  gas  hasil pembakaran. Kisaran temperatur kerjanya berkisar antara 750 hingga 1250 0 C (Cahyadi, 2006).  Oli  berfungsi  sebagai  media  pemisah  dimana  bahan  dasar  oli  yang  merupakan minyak  akan  membentuk  butir-butir  pada  saat  pengadukan,  butir-butir  tersebut  akan menyelaputi partikel batubara yang tersebar merata di dalam air (Rauf et al ., 2018). Oli yang  ditambahkan  ke  dalam  media  air  akan  membentuk  oil  droplet  (butiran  minyak),
jika  sejumlah  batubara  ditambahkan  ke  dalam  emulsi  minyak  tersebut,  maka  akan membentuk aglomerat atau disebut juga Coal Oil Aglomerate (COA), karena aglomerat batubara memiliki densitas <1 maka aglomerat tersebut akan terapung dan terpisah dari air  (Nukman  &  Poertadji,  2006b).  Aglomerasi  merupakan  salah  satu  teknologi desulfurisasi  dengan  cara  pencucian  batubara  bersih.  Metode  ini  dilakukan  bertujuan untuk  mengambil  batubara  halus  dengan  cara  membuat  batubara  halus  berkumpul membentuk  aglomerat  yang  berukuran  relatif  besar  dengan  memanfaatkan  media  air dan minyak (Rauf et al ., 2018).

## B. METODE PENELITIAN
Alat  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  adalah: Furnace ,  Oven, Automatic Coulomb  Sulfur  Analyzer ( Changsa  Kaiyuan  Instrumen 5E-AS3200B), Automatic Bomb  Calorimeter ( Changsa  Kaiyuan  Instrumen 5E-C5500), Disk  Mill ( Changsa Kaiyuan Instrumen 5E-PCM3X100), desikator, neraca analitik. Bahan  yang digunakan pada penelitian  ini adalah batubara subbituminous (Subbituminous B coal berdasarkan ASTM D-388), oli bekas, CaCO 3 .
Proses preparasi sampel batubara dilakukan dengan cara pengecilan ukuran batubara menggunakan instrument  disk  mill ,  sampel  kemudian  diayak  menggunakan  ayakan ukuran  100  mesh.  Sampel  lalu  ditimbang  sebanyak  1000  gram  atau  1  kilogram  untuk proses aglomerasi. Kalsinasi dilakukan dengan menimbang CaCO 3 sebanyak 500 gram, kemudian  di  masukkan  ke  dalam  cawan  porselen,  kemudian  dipanaskan  didalam furnace selama  2  jam holding  time pada  suhu  950 0 C  dengan  waktu  kenaikan  suhu selama  3  jam.  Hasil  kalsinasi  berupa  CaO  kemudian  di  timbang  sebanyak  325  gram untuk  proses  aglomerasi.  Sebelum  dan  sesudah  aglomerasi  dilakukan  analisa  sampel batubara.
Analisa  yang  dilakukan  pada  tahapan  ini  adalah  analisa proximate ( inherent moisture menggunakan  standar  ASTM  D-3173, ash  content menggunakan  standar ASTM  D-3174, volatile  matter menggunakan  standar  D-3175,  dan fixed  carbon menggunakan standar ASTM D-3172), dan analisa ultimate yaitu analisa nilai kalori.

## C. HASIL PENELITIAN
Hasil analisa sampel sebelum aglomerasi disajikan pada Tabel 1 sebagai berikut. Tabel 1 . Hasil analisa awal sampel sebelum aglomerasi
Parameter Hasil analisa Inherent moisture (%) 7,52 Ash (%) 8,47 Volatile matter (%) 43,03 Fixed carbon (%) 40,98 Sulfur (%) 0,88 Kalori (Kal/g) 5808
Hasil analisa sampel setelah aglomerasi disajikan pada Tabel 2 sebagai berikut.
Tabel 2. Hasil analisa nilai kalori sampel batubara setelah aglomerasi
Rasio mol CaO  : Oli Konsentr asi larutan CaO (M) Nilai kalori (Kal/gr ) Efektivit as (%)
bekas 6:1a 0,75 7159 23,26 8:1 0,75 6915 19,06 10:1 0,75 7197 23,92 15:1 0,75 7161 23,30 20:1 0,75 7225 24,40 6:0,4 0,75 5548 -4,48 6:0,6 0,75 7289 25,50 6:0,7 0,75 7194 23,86 6:1b 0,75 7212 24,17 6:2 0,75 7725 33,01 6:1a 1 7252 24,86 8:1 1 7032 21,07 10:1 1 7013 20,75 15:1 1 7041 21,23 20:1 1 7136 22,87 6:0,4 1 7070 21,73 6:0,6 1 7003 20,58 6:0,75 1 6899 18,78 6:1b 1 6891 18,65 6:2 1 7159 23,26
Berdasarkan penelitian  yang telah dilakukan proses aglomerasi dilakukan, media aglomerasi  yang digunakan  yaitu  CaO dan oli bekas. CaO  yang digunakan  merupakan larutan CaO yang dimana CaO diperoleh dari hasil kalsinasi batu kapur (CaCO 3 ). Proses pelepasan  air,  karbon  dioksida  atau  gas-gas  lain  yang  terikat  secara  kimiawi  disebut kalsinasi.  Kalsinasi  harus  dipasok  dengan  panas  yang  berasal  dari  sumber  temperatur yang  relatif  tinggi  karena  proses  kalsinasi  lebih  endotermis  daripada  proses drying (Rosenqvist,  2004).  Saat  proses  kalsinasi,  batu  kapur  (CaCO 3 )  akan  terurai  menjadi kapur  bakar  atau  disebut  juga  kalsium  oksida  (CaO)  dan  gas  karbon  dioksida  (CO 2 ), seperti reaksi berikut (Nugrainy et al ., 2011):
CaCO 3 + panas → CaO + CO 2 (g) (1)
Apabila  Sulfur  dioksida  atau  sulfur  trioksida  bereaksi  dengan  kalsium  oksida maka  membentuk  kalsium  sulfit  atau  kalsium  sulfida  padat  seperti  pada  reaksi  berikut (Cahyadi, 2006):
SO 2 (g) + CaO(s) → CaSO 3 (s) (2)
SO 3 (g) + CaO(s) → CaSO 4 (s) (3)
Oli  bekas  yang  digunakan  pada  penelitian  ini  berbahan  dasar  berupa  90% oil based atau water/glycol  based (Putri  &  Fadhillah,  2019).  Oli  bekas  yang  berfungsi sebagai  media  minyak  yang  akan  melapisi  partikel  halus  batubara  yang  bersifat lipophilic ( oil  loving ).  Selain  itu,  dengan  adanya  oli  bekas  membentuk  aglomerat batubara  dengan  densitas  <1,  maka  aglomerat  dapat  terapung  dan  mudah  dipisahkan dari air (Prastya et al ., 2021).
Pengadukan  pada  proses  aglomerasi  sangat  berperan  penting  dalam pembentukkan  butir-butir  minyak  yang  tersebar  merata  dan  menyelimuti  butiran
batubara  dalam  media  air  (Rauf et  al .,  2018).  Kecepatan  pengadukan  yang  digunakan yaitu  sebesar  150  rpm,  dengan  lama  pengadukan  yaitu  10  menit  pertama  pengadukan CaO  dan  batubara  yang  bertujuan  untuk  memisahkan  partikel  pengotor  dari  batubara, kemudian  selama  5  menit  berikutnya  pengadukan  dengan  penambahan  oli  bekas  ke dalam sampel.
Selain  itu,  ukuran  partikel  batubara,  persentase  jumlah  padatan  batubara  dalam media  aglomerasi  serta  persentase  media  air  dan  minyak  (oli  bekas)  juga  menjadi parameter  pada  proses  aglomerasi. Volume oli  bekas  dan  CaO  yang  digunakan  pada penelitian ini didasarkan pada variasi rasio mol oli bekas dan CaO dengan volume total 300  ml,  dimana  penggunaan  air  penggunaan  air  yang  lebih  dominan  diharapkan  agar semakin  banyak  partikel  pengotor  dapat  menempel  di  air  sehingga  batubara  dapat membentuk aglomerat (Prastya, 2021). yang ditunjukkan pada Tabel 3 sebagai berikut.
Tabel 3. Volume rasio media aglomerasi Rasio mol CaO : Oli bekas CaO dalam aquades (mL) Oli bekas (mL) 6:1a 195 105 8:1 230 70 10:1 251 49 15:1 276 24 20:1 286 14 6:0,4 292 8 6:0,6 283 17 6:0,7 274 26 6:1b 257 43 6:2 179 121
Penelitian  diawali  dengan  analisa    awal  sampel  dimana  hasil  analisa  sampel ditunjukkan pada tabel 1.  Nilai kalori sampel sebelum diaglomerasi yaitu sebesar 5808 Kal/g  atau  setara  dengan  10448,59  BTU/Ib.  Jenis  sampel  yang  digunakan  sebelum diaglomerasi tergolong dalam klasifikasi batubara tipe Sub-bituminous B coal (ASTM- D388, 2002).
Grafik  nilai  kalori  sampel  sebelum  dan  setelah  aglomerasi  ditunjukkan  pada Gambar 2 sebagai berikut.
Gambar 2. Grafik nilai kalori sampel sebelum dan setelah aglomerasi Berdasarkan  gambar  2  hasil  analisa  sampel  sebelum  dan  setelah  aglomerasi menunjukkan  terjadi  peningkatan  nilai  kalori  batubara  akibat  proses  aglomerasi menggunakan CaO dan oli bekas. Hal ini dapat terjadi karena nilai kalori dari oli bekas kendaraan  yang  cukup  tinggi  sebagai  media  aglomerasi  yaitu  sekitar  10685  KKal/Kg atau setara dengan 10685 Kal/g (Kusnadi et al ., 2020).
Data  hasil  analisa  pada  tabel  2  menunjukkan  nilai  kalori  batubara  tertinggi diperoleh dari sampel pada konsentrasi larutan CaO 0,75 M dengan rasio 6:2 (pada rasio dengan variasi mol  oli)  yaitu sebesar 7725 Kal/g atau setara dengan 13895,73 BTU/Ib dan efektivitas peningkatan kalori sebesar 33,01%. Nilai kalori terendah diperoleh dari sampel  dengan  konsentrasi  0,75  M  dengan  rasio  6:0,4  (pada  rasio  dengan  variasi  mol oli).  Penurunan  nilai  kalori  dapat  terjadi  walaupun  nilai  kalori  media  aglomerasi  yang digunakan  cukup  tinggi,  hal  ini  disebabkan  volume  oli  yang  digunakan  sedikit  dan dapat  disebabkan  dari  partikel  air  kapur  yang  menjadi  media  campuran  aglomerasi (Prastya et al ., 2021).
Berdasarkan tabel 2 metode aglomerasi dengan media CaO dan oli bekas dapat menaikkan  nilai  kalori  dengan  rata-rata  efektivitas  yaitu  sebesar  21,49%.  Nilai  kalori rata-rata  sampel  batubara  setelah  aglomerasi  naik  dari  5808  Kal/g  menjadi  7056,05 Kal/g  atau  setara  dengan  12692,42  BTU/Ib.  Klasifikasi  sampel  batubara  setelah mengalami aglomerasi tergolong dalam High volatile C bituminous coal (ASTM-D388, 2002).

## D. KESIMPULAN
Berdasarkan  hasil  penelitian  diperoleh  kesimpulan  yaitu  aglomerasi  batubara dengan  media  larutan  CaO  dan  oli  bekas  dapat  meningkatkan  nilai  kalori  batubara dengan efektivitas rata-rata yaitu sebesar 21,49%. Nilai rata-rata kalori sampel batubara setelah  aglomerasi  naik  dari  5808  Kal/g  menjadi  7056,05  Kal/g  atau  setara  dengan 12692,42 BTU/Ib. Klasifikasi sampel batubara setelah mengalami aglomerasi tergolong dalam High volatile C bituminous coal.

## E. DAFTAR PUSTAKA
Cahyadi.  (2006).  Strategi  Menurunkan  Emisi  SO2  pada  PLTU  Batubara  yang  Tidak Memiliki Desulfurisasi. Jurnal Ilmiah Teknologi Energi, 1(2), 41–53.
Kusnadi,  A.,  Djafar,  R.,  &  Mustofa.  (2020).  Pemanfaatan  Oli  Bekas  Sebagai  Bahan Bakar  Alternatif  Kompor  yang  Ramah  Lingkungan.  Jurnal  Teknologi  Pertanian Gorontalo, 5(2), 49–55.
Nugrainy, G. S., Sudarno, & Cahyadi. (2011). Upaya Penurunan Emisi SO2 dari Bahan Bakar  Batubara  Kualitas  Rendah  (Tipe :  Subbituminous)  dengan  Campuran  Batu Kapur (Limestone) pada Proses Pembakaran. Universitas Diponegoro.
Prastya, Y. S., Nugroho, W., & Winarno, A. (2021). Metode Aglomerasi Air Kapur dan Minyak  Sawit  Mentah  (CPO)  untuk  Meningkatkan  Nilai  Kalori  Batubara  Sub- Bituminous. Jurnal Teknologi Mineral FT UNMUL, 9(1), 33–38.
Putri,  R.  Z.,  &  Fadhillah.  (2019).  Peningkatan  Kualitas  Batubara  Low  Calorie Menggunakan  Minyak  Pelumas  Bekas  Melalui  Proses  Upgrading  Brown  Coal. Jurnal Bina Tambang, 5(2), 208–217.
Rauf, A. S., Widodo, S., & Nawir, A. (2018). Peningkatan Nilai Kalori pada Batubara Lignit  dengan  Metode  Aglomerasi  Air  dan  Minyak  Sawit  Pada  PT.  Indonesia Power UJP PLTU Barru. Jurnal Geomine, 6(3), 124–130.
Rosenqvist,  T.  (2004).  Principles  of  Extractive  Metallurgy  (2nd  ed.).  Tapir  Academic Press.
Nukman,  &  Poertadji,  S.  (2006b).  Pengurangan  Kadar  Abu  dan  Sulfur  Pada  Batubara Sub Bituminus Dengan Metode Aglomerasi Air-Minyak Sawit. Jurnal Sains Materi Indonesia, 7(3), 31–36.