## ANALISIS POTENSI DAN KARAKTERISTIK LIMBAH PADAT FLY ASH DAN BOTTOM ASH HASIL DARI PEMBAKARAN BATUBARA PADA PEMBANGKIT LISTRIK TENAGA UAP (PLTU) PT. SEMEN TONASA
Eka Yunita, Rahmaniah, dan Fitriyanti 1
1 Jurusan Fisika Fakultas Sains dan Teknologi UIN Alauddin Makassar e-mail: ekayunita516@gmail.com, nia.physics08.uin@gmail.com
Abstrack: A  research  was  conducted  at  Steam  Power  Plant  (PLTU)  of PT. Semen Tonasa in which the coal burning resulting waste that is dust, fly  ash  and  bottom  ash.  This  research  aimed  to  find  out  how  much  solid waste  was  resulted  and  how  was  the  characteristic.  Based  on  the secondary  data  obtained,  it  was  found  out  that  this  Steam  Power  Plant results ± 96,07  ton  of  fly  ash  dan ± 41,62  ton  of  bottom  ash  in  a  day. Then  a  test  was  conducted  in  laboratory  with  elemental  content  analysis method  using  XRF  showing  that  the  highest  element  was  silica  and  iron while as the calculation result of LOI content, it was found that fly ash had low  content  of  carbon  so  that  it  is  good  to  use  as  mixture  of  cement. Meanwhile, bottom ash contained high content of carbon so that it is fit to apply  with  polymer  materials.  Furthermore,  the  analysis  was  continued using  XRD  method  and  found  that  fly  ash  BTG  I  was  dominated  with Davyne  mineral  phasa  with  hexagonal  crystal  structure.  Bottom  ash showed bavenite phasa with orthorhombic crystal structure. Meanwhile, at BTG  2,  fly  ash  showed  Quartz  phasa  with  trigonal  crystal  structure (hexagonal  axes)  and  for  bottom  ash,  there  was  Berlinite  phasa  with trigonal crystal structure (hexagonal axes) and Gillespite phasa with yang orthorhombic crystal structure.
Key Word : PLTU, Fly Ash, Bottom Ash, LOI, XRF, XRD

## 1. PENDAHULUAN Latar Belakang
Penggunaan energi listrik untuk keperluan industri maupun masyarakat sehari- hari  semakin  meningkat.  Salah  satunya  yaitu  adanya  industri  pembangkit  listrik tenaga  uap  (PLTU)  yang  bahan  bakarnya  yaitu  batubara  yang  biasanya menghasilkan  limbah  padat  hasil  pembakaran  berupa  abu  terbang  ( fly  ash ), slag ( bottom  ash )  dan  lumpur flue  gas  desulfurization .  Sehubungan  dengan meningkatnya  jumlah  pembangunan  PLTU  berbahan  bakar  batubara  di  Indonesia, maka  jumlah  limbah  padat  juga  akan  meningkat.  Jumlah  limbah  PLTU  pada  tahun 2000  telah  mencapai  1,66  juta  ton  dan  pada  tahun  2006  mencapai  2  juta  ton.  Di Indonesia, produksi limbah abu dasar dan abu layang dari tahun ke tahun meningkat
sebanding  dengan  konsumsi  penggunaan  batubara  sebagai  bahan  baku  untuk proses pembakaran di industri (Harijono, 2006).
Abu  terbang  ( fly  ash )  batubara  adalah  abu  yang  dihasilkan  dari  pelelehan material anorganik yang terkandung dalam batubara, sedangkan abu dasar ( bottom ash )  adalah  abu  yang  terbentuk  di  bawah  tungku  proses  pembakarannya. Komponen  yang  terkandung  dalam fly  ash bervariasi  bergantung  pada  sumber batubara  yang  dibakar,  tetapi  semua fly  ash mengandung  silikon  dioksida  (SiO2) dan kalsium oksida (CaO) (Mufrodi, 2010).  Jika tidak diolah lebih lanjut, abu terbang dapat  menyebabkan  dampak  negatif  bagi  lingkungan.  Abu  terbang  batubara  dapat mengkontaminasi  air  tanah  dengan  kandungan  pengotor  seperti  arsenik,  barium, berillium,  boron,  cadmium,  komium,  thallium,  selenium,  molibdenum  dan  merkuri. Abu terbang atau fly ash batubara umumnya dibuang di landfill atau ditumpuk begitu saja  di  dalam  area  industri.  Penumpukkan  abu  terbang  batubara  ini  menimbulkan masalah bagi lingkungan.
Hal ini merupakan permasalahan besar yang sedang dihadapi industri-industri pembangkit  listrik.  Sebagai  contoh,  PT.  Semen  Tonasa  yaitu    produsen  semen terbesar  di  Kawasan  Timur  Indonesia  yang  menempati  lahan  seluas  715  hektar  di Desa Biringere, Kecamatan Bungoro, Kabupaten Pangkep. Perusahaan ini memiliki PLTU  dimana  terdapat  2  unit  pembangkit  berupa  Boiler  Turbin  Generator  (BTG Power  plant )  yang    berlokasi  di  Pelabuhan  Biringkassi  Pangkep  berdampingan dengan  pembangkit  listrik  BTG  1.  Sebelumnya  PT.  Semen  Tonasa  dengan kapasitas 2×25 MW dan 2×35.

## Tujuan Penelitian
Tujuan penelitian ini adalah:
1)  Untuk  mengetahui  banyaknya  limbah  padat fly  ash dan bottom  ash yang dihasilkan dari pembakaran batubara di PLTU  PT. Semen Tonasa.
2)  Untuk  mengetahui  karakteristik  limbah  padat fly  ash dan bottom  ash yang dihasilkan dari pembakaran batubara di PLTU  PT. Semen Tonasa.

## Ruang Lingkup Penelitian
Berdasarkan latar belakang di atas maka penelitian ini dibatasi padabeberapa bagian yaitu:
a.  Data potensi limbah padat  hasil pembakaran batubara berupa debu ( fly ash dan bottom ash ) adalah data sekunder yang diperoleh dari PLTU PT. Semen Tonasa. b.  Lokasi pengambilan sampel yaitu di BTG Power plant PT. Semen Tonasa dengan kapasitas  2 × 25  MW  dan  2 × 35  MW  yang  berada  di  Pelabuhan  Biringkassi Kecamatan Bungoro Kabupaten Pangkep.
c.  Sampel  yang  akan  dianalisis  berupa  limbah  padat  hasil  pembakaran  batubara yaitu fly ash dan bottom ash .
d.  Karakterisasi  yang  dimaksud  berupa  pengujian  menggunakan  metode X-Ray Fluoresence untuk  mengetahui  unsur  kimia  yang  terkandung  pada  sampel, menghitung  kadar  karbon  tidak  terbakar/ Loss  of    Ignation (LOI)    dan menggunakan  metode X-Ray  Diffraction untuk  menganalisa  phasa  mineral  yang terkandung  pada  sampel  meliputi  formula,  pola  difraksi,  indeks  miller  dan  kristal sistem.

## 2. METODE PENELITIAN Waktu dan Tempat
Penelitian  ini  dilaksanakan  pada  bulan  November  2016 –  Juni  2017.  Jangka waktu  tersebut  mencakup  studi  literatur,  survei  lokasi,  pengambilan  data  lapangan dan  pengolahan  data.  Penelitian  ini  berlokasi  di  PLTU  PT.  Semen  Tonasa  yang berada  di  Biringkassi   Kabupaten  Pangkajene  Kepulauan  dimana  pengambilan  dan analisis sampel dilakukan pada bulan Juni 2017.

## Alat dan Bahan
Alat yang digunakan dalam penelitian ini adalah wadah  sampel vakum 8 buah, wadah plastik 12 buah, thin film sample 4 buah, cawan platina 2 buah, ayakan 200 mesh, spatula, furnace , mortar dan pastel, neraca analitis, neraca digital, microwave , Vibratory ball mill, X-Ray Fluoresence dan Xray Diffraction . Sedangkan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah limbah padat hasil pembakaran batubara yaitu fly ash dan botom ash berasal dari PLTU PT.Semen Tonasa

## Prosedur Penelitian
a.  Data  sekunder  yang  dikumpul  kemudian  dihitung  dan  dianalisis  menggunakan Microsoft Excel.
b.  Penentuan  unsur  kimia  limbah  padat fly  ash dan bottom  ash dilakukan  dengan menggunakan X-Ray Flourescence (XRF).
1)  Memasukkan  sampel  pada  wadah  plastik  yang  akan  ditutupui  dengan  platik tipis ( Thin Film ) sebanyak ± 5 gram.
2)  Menganalisis  sampel  pada  mesin ARL  Quant’X  EDXRF  Analyze  dengan software  Uniquant  agar  kandungan  unsur  yang  terkandung  didalam  sampel dapat diketahui.
c.  Kadar LOI
1)  Menimbang  1  gram  sampel  lalu  memasukkan  kedalam  cawan  platina  yang telah diketahui bobot kosongnya
2)  Memijarkan dalam furnace selama 15 menit pada suhi 950 ℃ ± 50
3)  Mendinginkan  kemudian  menimbang  untuk  menentukan  presentase  hilang pijarnya dengan rumus:
LOI = (A-B)/C x 100%
(3.1)
dengan: A = Bobot cawan kosong + sampel awal
B = Bobot cawan kosong + sampel sisa pijar C = Bobot sampel awal
4)  Mencatat hasilnya pada form yang telah disediakan
5)  Mengeluarkan sampel sisa pijar dari cawan platina
d.  Penentuan  struktur  mineralogi  dari  limbah  padat fly  ash dan bottom  ash dengan menggunakan X-Ray Difraction.
1)  Mengambil  sampel  yang  telah  berbentuk  bubuk  dengan  volume  satu  sendok teh  atau  sebanyak  5  gram,  kemudian  memasukkan  ke  dalam  plat  aluminium berukuran 2 x 2 cm.
2)  Selanjutnya  plat  aluminium  yang  berisi  sampel  dikarakteristikkan  dengan menggunakan  XRD-7000  SHIMADZU  dengan  sumber  Cu-Kal,  yang  memiliki panjang gelombang tertentu dalam satuan A+ (Amstrong) kemudian mengatur besarnya tegangan dan arus yang akan digunakan.
3)  Menganalisis sampel dengan menggunakan software Search-Match.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
Limbah padat fly ash dan bottom ash .
Power  plant PT.  Semen  Tonasa  menggunakan  boiler  dengan  tipe    pipa  air ( Water Tube Boiler ) yang memiliki karakteristik menghasilkan kapasitas dan tekanan steam yang  tinggi.  Jenis  batubara  yang  digunakan  yaitu  batubara  medium  calori 4200  yang  berasal  dari  beberapa  pemasok.Teknologi  pembakaran  batubara  pada BTG Power plant PT. Semen Tonasa yaitu pembakaran batubara serbuk ( Pulverized Coal Combustion/PCC ).
Proses  pembakaran  PCC  dilakukan  dengan  cara  terlebih  dahulu  diremukkan menggunakan coal  pulverizer ( coal  mill )  sampai  berukuran  200  mesh  (diameter 74μm), kemudian bersama–sama dengan udara pembakaran disemprotkan ke boiler untuk  dibakar.  Pembakaran  metode  ini  sensitif  terhadap  kualitas  batubara  yang digunakan, terutama sifat ketergerusan ( grindability ), sifat slagging , sifat fauling , dan kadar  air  ( moisture  content ).  Batubara  yang  disukai  untuk boiler PCC  adalah  yang memiliki  sifat  ketergerusan  dengan  HGI  ( Hardgrove  Grindability  Index )  di  atas  40 dan  kadar  air  kurang  dari  30%,  serta  rasio  bahan  bakar  ( fuel  ratio )  kurang  dari  2. Pembakaran  dengan  metode  PCC  ini  akan  menghasilkan  abu  yang  terdiri  diri dari clinker ash sebanyak 15% dan sisanya berupa fly ash .
Adapun penggunaan batubara dan banyaknya abu yang dihasilkan pada BTG Power plant PT. Semen Tonasa dalam 3 tahun terakhir yaitu tahun 2015-2017 dapat dilihat pada grafik 1 di bawah ini:
Grafik  1  memperlihatkan  perbandingan  antara  pemakaian  batubara  dengan abu  yang  dihasilkan  pada  PLTU  PT.  Semen  Tonasa  dimana  pada  grafik menunjukkan  bahwa  di  tahun  2015,  presentase fly  ash yang  dihasilkan  sebesar 2,8% dari keseluruhan pemakaian batubara dan bottom ash lebih rendah yaitu 0,5%.
Pada  tahun  2016,  presentase fly  ash yang  dihasilkan  dari  keseluruhan  pemakaian batubara sebesar 3,8% dan bottom ash yaitu 1%. Dan di tahun 2017, presentase fly ash yang  dihasilkan  4,8%  dan bottom  ash lebih  rendah  yaitu  0,9%.  Dari  hasil tersebut  dapat  diketahui  bahwa  banyaknya  limbah  padat  berupa  debu  yang dihasilkan  oleh  PLTU  PT.  Semen  Tonasa  tergantung  dari  banyaknya  pemakaian batubara  dimana  terdapat  korelasi  yang  sangat  signifikan  antara  penggunaan batubara  dengan  limbahnya.  Dengan  kata  lain,  semakin  banyak  batubara  yang digunakan akan semakin banyak pula limbah padat yang dihasilkan.
Pemakaian  batubara  tergantung  dari  kebutuhan  tiap  pembangkit  yang  ada dengan jumlah kebutuhan batubara yang berbeda pada masing-masing pembangkit. Untuk mengetahui hal tersebut agar lebih signifikan, maka dikumpulkan data selama 30  hari  pada  bulan  Juni  2017  sehingga  diperoleh  perbandingan  antara  pemakaian batubara terhadap banyaknya limbah padat fly ash dan bottom ash yang dihasilkan pada  BTG  I  dan  II.  Dimana  pemasok  batubara  pada  bulan  juni  berasal  dari  PT Harisindo  Batu  mulia  yaitu  merupakan  tambang  batubara  dimana  batubaranya berasal  dari  daerah  Binuang,  Rantau  &  Kab.  Banjar  dan  PT  Setyawan  Mahakarya Prima yang merupakan industri pemasaran barang tekstil dan batubara.
2015 2016 2017 583,808 648,099 491,011 16,308.89
24,853.40 23,610.64 2837.96 6,906.55 4,313.89 Grafik 1 Perbandingan antara Pemakaian Batubara dengan Abu yang dihasilkan pada PLTU PT. Semen Tonasa Batubara (Ton) fly ash (Ton) bottom ash(Ton)
Grafik  2  memperlihatkan  pemakaian  batubara  dengan  potensi  limbah  padat hasil  pembakarannya  yang  berupa  debu.  Dari  grafik  tersebut  diketahui  bahwa banyaknya batubara yang dikonsumsi selama 1 bulan oleh BTG I sebesar 23.840,11 ton dan menghasilkan limbah padat fly ash sebanyak 1.471,79 ton dan bottom ash sebanyak  179,48  ton.  Dari  hasil  tersebut  diketahui  bahwa  dalam  sehari  batubara yang dikonsumsi oleh BTG I sebanyak 794,67 ton dan limbah fly ash yang dihasilkan sekitar  58,87  ton  atau  sebesar  7,4%  dari  batubara  dan  14,96  ton bottom  ash atau 1,9%. Sedangkan pada BTG II dapat dilihat pada grafik 3.
- 100.00 200.00 300.00 400.00 500.00 600.00 700.00 800.00 900.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 Ber at (T o n ) Hari
Grafik 2 Perbandingan antara Pemakaian Batubara dengan potensi limbah padat hasil pembakaran batubara berupa debu ( fly ash dan
bottom ash ) pada BTG 2 x 25 MW Batubara BTG 1 Bottom Ash BTG 1 Fly Ash BTG 1
Pada grafik 3 menunjukkan bahwa BTG II mengkonsumsi batubara sebanyak 29.406,00 ton dalam sebulan dengan rata-rata konsumsi tiap harinya sekitar 980,20 ton dan menghasilkan fly ash sekitar 818,30 ton dengan rata-rata tiap harinya 48,14 ton  atau  sekitar  5,5%  dan bottom  ash sebanyak  426,56  ton  dengan  rata-rata  tiap harinya  25,09  ton  atau  sekitar  6%  dari  pemakaian.  Banyaknya fly  ash dan bottom ash yang dihasilkan tergantung dari banyaknya konsumsi batubara sehingga limbah padat  yang  dihasilkan  BTG  dengan  kapasitas  yang  lebih  tinggi  yaitu  BTG  II  lebih besar  dibandingkan    BTG  I.    BTG  suatu  saat  bisa  tidak  menghasilkan  abu  seperti yang terlihat pada grafik di hari 11-14 dan 25-30, dimana pada hari itu, BTG II tidak beroperasi  karena  sedang  bermasalah  pada  boilernya  sehingga  operasional diberhentikan  dalam  beberapa  waktu  sehingga  tidak  ada  limbah  padat  yang dihasilkan.  Dari  banyaknya fly  ash dan bottom  ash yang  belum  termanfaatkan dengan baik tersebut, maka diperlukan upaya untuk  mengubahnya  menjadi  bahan yang    lebih    berguna.  Apabila  hal  ini  tidak  dilakukan,  maka  akan  memberikan dampak  buruk  bagi  lingkungan  sekitar dan  apabila kita membiarkannya  begitu  saja maka  secara  tidak  langsung  kita  telah  melakukan  larangan  Allah  yaitu  berbuat kerusakan  di  muka  bumi  karena  islam  merupakan  agama  ramah  lingkungan  maka sebaiknya  industri  yang  menyebabkan  adanya  limbah  ini  harus  bertanggung  jawab atas kelestarian lingkungan sekitarnya.
- 200.00 400.00 600.00 800.00 1,000.00 1,200.00 1,400.00 1 3 5 7 9 11 13 15 17 19 21 23 25 27 29 31 Ber at (T o n ) Hari Grafik 3 Perbandingan antara Pemakaian Batubara dengan potensi limbah padat hasil pembakaran batubara berupa debu ( fly ash dan bottom ash ) pada BTG 2 x 35 MW
Batubara BTG 2 Fly Ash BTG 2
Bottom Ash BTG 2
Karakteristik Limbah Padat Fly Ash dan Bottom Ash

## Karakterisasi XRF
XRF  merupakan  alat  yang  digunakan  untuk  menganalisis  komposisi  kimia beserta  konsentrasi  unsur-unsur  yang  terkandung  dalam  suatu  sampel  dengan menggunakan  metode  spektrometri.    Teknik  pengolahan  data  pada  tiap  sampel fly ash dan bottom  ash dilakukan  di  laboratorium  EDXRF  Spectrometer  dengan software Uniquant. Adapun hasil dari pengujian dapat dilihat pada tabel 1.
Tabel 1 Analisis Kimia No Unsur Kimia Fly ash (%) Bottom ash (%) BTG 1 (2 × 25 MW) BTG 2 (2 × 35 MW) BTG 1 (2 × 25 MW) BTG 2 (2 × 35 MW) 1 Si 40.43 41.78 35.67 35.30 2 Fe 36.13 37.56 46.51 39.01 3 Al 10.58 8.48 4.51 9.03 4 Ca 8.12 7.44 8.61 12.30 5 Ti 1.77 1.39 1.62 1.55 6 K 1.30 1.51 0.96 1.29 7 LOI 0.66 0.21 41.8 13.37
Data  pada  tabel  1  menunjukkan  bahwa  unsur  yang  terdapat  pada fly  ash dan bottom ash adalah silika (Si), besi (Fe), aluminium (Al) dan kalsium (Ca) dalam jumlah  besar,  dan  unsur –unsur  lainnya  dalam  jumlah  kecil.  Dimana  unsur  tertinggi pada fly  ash adalah  silika  (Si)  sedangkan  pada bottom  ash adalah  besi  (Fe). Sebelumnya telah diketahui bahwa slag atau biasa disebut bottom ash adalah sisa dari  batubara  yang  terbakar  dalam  boiler  dimana  ukurannya  agak  besar,  sehingga tidak  dapat  terbang  oleh  gas  buang.  Oleh  karena  itu,  unsur  besi  lebih  dominan terdapat  pada bottom  ash karena  memiliki  berat  jenis  yang  lebih  berat    daripada silika  dimana  berat  jenis  silika  yaitu  2,65 g/cm³  dan  besi  3,9-4,1  g/cm³  sehingga silika  lebih  mudah  terbang  oleh  gas  buang.  Seperti  yang  telah  diketahui  bahwa penggunaan  silika  atau  pasir  kuarsa  banyak  dipakai  dalam  industri  semen,  gelas, penyecoran  besi  baja,  keramik  dan  lain-lain.  Dari  gambaran  tersebut  dapat diperkirakan  bahwa  kebutuhan  akan  pasir  kuarsa  akan  terus  meningkat  sesuai dengan  pertumbuhan  industri-induistri  di  masa  depan.  Apabila  silika  (Si)  dibiarkan begitu  saja  maka  akan  menyebabkan  dampak  negatif  bagi  lingkungan  sekitar. Dimana  dalam  jangka  lama,  seorang  yang  terpapar  debu  silika  dapat  menderita silicosis. Silicosis merupakan penyakit yang ditandai dengan napas pendek, demam, dan cyanosis (kulit  yang  berwarna  kebiruan).  Silicosis  terjadi  karena  partikel  silika yang  terhirup  tidak  dapat  dikeluarkan  lagi  dari  paru-paru.  Adanya  benda  asing membuat  jaringan  paru-paru  membengkak.  Silika  ikutan  lainnya  juga  menjadi senyawa racun yang kemudian merusak jaringan paru-paru.
Sedangkan  senyawa  besi  (Fe)  dalam  jumlah  kecil  di  dalam  tubuh  manusia berfungsi sebagai pembentuk sel-sel darah merah, dimana tubuh memerlukan 7-35 mg/hari yang sebagian diperoleh dari air. Kelebihan zat besi di dalam tubuh manusia akan  menimbulkan  efek  samping  pada  seluruh  gastrointestinal  pada  setiap  orang, seperti rasa tidak enak pada ulu hati, muntah, dan diare. Frekuensi efek samping ini berkaitan  langsung  dengan  dosis  zat  besi  yang  digunakan,  dikarenakan  tubuh manusia tidak dapat mengsekresi Fe, sehingga bagi mereka yang sering mendapat transfusi  darah  warna  kulitnya  menjadi  hitam  karena  akumulasi.  Selain  itu  dalam dosis  besar  dapat  merusak  dinding  usus.  Mengetahui  hal  itu,  maka  pemanfaatan abu  merupakan  salah  satu  cara  menangani  abu  hasil  pembakaran  batubara  yang jumlahnya sangat besar.
Loss  Of  Ignotion (LOI)  adalah  suatu  ukuran  dari  kadar  karbon  yang  tidak terbakar  dan  tertinggal  dalam fly  ash dan bottom  ash yang  dapat  diidentifikasi dengan  cara  kasat  mata  dengan  warna  yang  bervariasi  dimana  pada  BTG  I berwarna coklat keabu-abuan sampai coklat kehitaman dan BTG  II berwarna  abu- abu  sampai  abu-abu  gelap  kehitaman,  tergantung  pada  kadar  karbon  yang  tidak terbakar  dalam fly  ash dan bottom  ash .  Semakin  terang  warna  abu-abu  yang dihasilkan dari sampel, semakin rendah kadar karbonnya. Fly ash pada BTG I dan II mengandung karbon rendah sehingga cocok digunakan sebagai bahan semen, dan sebaliknya bottom ash yang berkadar karbon tinggi cocok untuk bahan pengisi ( filler ) dalam industri polimer atau karet.

## Karakterisasi XRD
Dengan adanya komposisi kimia diatas maka sampel di uji lebih lanjut dengan menggunakan XRD. XRD digunakan untuk menentukan jenis dan komposisi mineral disetiap  sampel fly  ash    dan  bottom  ash .  Dibawah  ini  merupakan  grafik  hasil pengujian X-Ray  Diffraction  pada  sampel fly  ash dan bottom  ash pada  BTG Power plant dengan kapasitas  2 × 25 MW dan 2 × 35 MW menggunakan difraktometer type XRD7000  SHIMADZU  dilengkapi  dengan  software  APD  ( Automatic  Powder Difraction )  yang  ada  di  Laboratorim  EDXRF  Spectrometer  UNHAS.  XRD menggunakan tabung anod Cu dengan panjang gelombang 1,5406 Å dengan sudut θ 15°-75º.
Grafik 4. Perbandingan ke-4  sampel hasil XRD
Sinar  X  digunakan  sebagai  alat  riset  atau  penelitian  oleh  para  ahli  ilmu  fisika yang  memungkinkan  untuk  mengkonfirmasi  secara  eksperimen  teori  dari kristalografi.  Dengan  menggunakan  metode  pengujian  difraksi  sinar  x  (XRD)  dapat diketahui  unsur  atau  phasa  mineral  yang  terkandung  dalam  suatu  material  serta dapat mengetahui bidang hkl, struktur kristal maupun parameter kisinya.
Tabel 2. Hasil Analisis Data XRD (X-Ray Diffraction) dengan Menggunakan
Software Match dalam Menentukan Jenis dan Komposisi Mineral. No  Sampel Formula Nama Mineral (%) Sistem Kristal Ukuran Kristal (nm) 1 Fly ash BTG 1 O 2 Si Quartz 61.8 trigonal (hexagonal axes) 24,38321 Al0. 8 Bi2 Ga3. 2 O9 Mullite 19.4 Orthorhombic 28,349 Fe 3 O 4 Magnetite 9.4 Cubic 32,96094 Ca O Lime 9.3 Cubic 25,94989 2 Fly ash BTG 2 O 2 Si Quartz 48.4 trigonal (hexagonal axes) 21,84855 Al2. 383 Ge0. 617
O4. 80 Si0. 75 Mullite 42.6 Orthorhombic 23,99399 Fe 2 O 3 Iron(III) Oxide hematite 9.0 Rhombohedral 15,93631 3 Bottom ash O 2 Si Quartz 42.2 trigonal (hexagonal 18,49087
BTG 1
axes)
Mn 2 O 3 Manganese (III) oxide 24.6 Cubic 29,44869 Al O 4 P Berlinite 23.1 trigonal (hexagonal axes) 20,40659 Fe 2 O 3 Maghemite 10.1 Cubic 11,07986 4 Bottom ash BTG 2 O 2 Si Quartz 45.6 trigonal (hexagonal axes) 19,28126 Ga 2.31 Ge 0.69 O 4.84 Mullite 28.7 Orthorhombic 24,29009 Al O 4 P Berliniite 17.0 trigonal (hexagonal axes) 34,08584 Fe 2 O 3 Maghemite 8.7 Tetragonal 16,71448
Suatu  kristal  mempunyai  bidang-bidang  atom  yang  mempengaruhi  sifat  dan perilaku  bahan.  Kelompok  bidang  tergantung  pada  sistem  kristal.  Dua  bidang  atau lebih  dapat  tergolong  dalam  kelompok  bidang  yang  sama.  Indeks  Miller  adalah harga kebalikan dari parameter numerik yang dinyatakan dengan simbol ( hkl ). Pada grafik  4.4  menunjukkan  hasil  difraktometri  pada  sampel fly  ash BTG  1  yakni kapasitas 2 × 25 MW yang memperlihatkan bahwa intensitas tiga peak yang muncul paling  besar  adalah  phasa quartz yang  memiliki  struktur  kristal trigonal ( hexagonal axes )  pada  sudut  24,3982°  dengan  bidang  hkl  (100),  pada  sudut  27,0274°  dengan bidang  hkl  (011)  dan  sudut  68,5622º  dengan  bidang  hkl  (122)  dimana  parameter kisinya adalah a=4.8362 Å c=5,8433 Å serta merupakan kandungan mineral dengan persentase tertinggi pada fly ash BTG I. Selain itu terdapat pula kandungan mineral mullite, magnetite, dan lime dengan persentase rendah.
Pada  grafik bottom  ash memperlihatkan  bahwa  intensitas  tiga  peak  yang muncul  paling  besar  adalah  phasa maghemite yang  memiliki  struktur  kristal cubic pada  sudut  24,2015º  dengan  bidang  hkl  (201)  dimana  parameter  kisinya  adalah  a =8.3300 Å dan phasa quartz yang memiliki struktur kristal trigonal ( hexagonal axes ) pada  sudut  26,8855º  dengan  bidang  hkl  (011)  dan  sudut  60,3219°  dengan  bidang hkl (121) dimana parameter kisinya adalah a=4.9509 Å c=5.4285 Å serta merupakan kandungan mineral dengan persentase tertinggi pada bottom ash BTG 1.  Selain itu terdapat  pula  kandungan  mineral berlinite dengan  persentase  yang  hampir  sama dengan manganese (III) oxide .
Pada  grafik  BTG  2  yakni  kapasitas  2 × 35  MW, fly  ash memperlihatkan  pada grafik 4.4 bahwa intensitas tiga peak yang muncul paling besar adalah phasa quartz yang memiliki struktur kristal trigonal ( hexagonal axes ) pada sudut 21,1307º dengan bidang  hkl  (100)  dan  pada  sudut  26,8020º  dengan  bidang  hkl  (011)  dimana parameter kisinya adalah a= 4,9160 Å c= 5,4054 Å, kemudian phasa hematite yang memiliki struktur kristal rhombohedral pada sudut 35,9600º dengan bidang hkl (10-1) dimana  parameter  kisinya  adalah  a=5.4310  Å ∝ =56.230°,  selain  kedua  phasa tersebut,  terdapat  pula  phasa mullite dengaan  persentase  yang  hampir  sama dengan quartz .  Sedangkan    pada bottom  ash juga  didominasi  oleh    phasa quartz
yang  memiliki  struktur  kristal  trigonal  ( hexagonal  axes )  )  pada  sudut  21,1000º dengan  bidang  hkl  (100),  dan  sudut  26,8841º  dengan  bidang  hkl  (011)  dimana parameter  kisinya  adalah  a=4,8362  Å  c=5.3439  Å  dan  phasa maghemite yang memiliki  struktur  kristal tetragonal pada  sudut  35,9200º  dengan  bidang  hkl  (310) dimana  parameter  kisinya  adalah  a=8,3396  Å  c=8.3220  Å.  Selain  itu  terdapat mineral mullite dan berlinite dengan persentase rendah. Ukuran  kristal  ( crystallite  size )  dihitung  menggunakan  persamaan  Debye Scherrer  dengan  nilai  panjang  gelombang,  intensitas,  2θ,  dan  FWHM  yang dihasilkan  dari  uji  XRD.  Persamaan  Debye  Schrerrer  menunjukkan  bahwa  nilai ukuran  kristal  yang  dihasilkan  akan  berbanding  terbalik  dengan  nilai  FWHM, sedangkan  nilai  FWHM  dipengaruhi  oleh  intensitas  masing-masing  bidang  kristal, dimana  semakin  tinggi  intensitas  maka  nilai  FWHM  semakin  kecil. Dari  hasil perhitungan  diperoleh  ukuran  kristal  pada fly  ash dan bottom  ash sebesar 11,07- 34,08 nm
Dari  hasil  tersebut  dapat  diketahui  bahwa  mineral-mineral  yang  terkandung dalam fly  ash dan bottom  ash hasil  pembakaran  batubara  pada  PLTU  PT.  Semen Tonasa  didominasi  oleh  phasa quartz . Quartz atau  kuarsa  adalah senyawa  kimia yang  terdiri  dari  satu  bagian  silikon  dan  dua  bagian  oksigen  atau  biasa  disebut silikon dioksida (SiO2). Kuarsa merupakan mineral yang paling berlimpah ditemukan di  permukaan bumi dan  sifatnya  yang  unik  dapat  membuatnya  menjadi  salah  satu mineral yang paling berguna. Kuarsa merupakan mineral yang sangat penting dalam industri  karena  sifat  piezoelektriknya  (alat  pengukur  tekanan  khusus,  osilator, resonator  dan  penstabil  gelombang),  kemampuannya  untuk  memutar  bidang polarisasi  cahaya  (polarimeters)  dan  transparansi  sinar  ultraviolet  (lampu  sinar panas,  prisma  dan  lensa  spektograf,  dll.).  Kuarsa  digunakan  dalam    jumlah    besar pada  pembuatan  kaca,  cat,  abrasive,  refraktori  dan  instrumen  presisi  (akselerasi pendukung).  Kuarsa  juga  bahan  baku  untuk  silikon  karbida  dan  abrasive  yang sangat keras.
Selain  kuarsa  terdapat  pula  mineral mullite yang  merupakan  mineral  silikat berserat dari ekspansi termal yang sangat rendah. Mullite terbentuk di dalam tubuh porselen  selama  penembakan  dan  di  industri  dengan  cara  kalsinasi.  Morfologi mullite juga penting untuk penerapannya. Dalam kasus ini, ada dua morfologi umum untuk mullite . Salah  satunya  adalah  bentuk  trombosit  dengan  rasio  aspek  rendah dan  yang kedua  adalah bentuk jarum  dengan rasio  aspek tinggi. Jika  bentuk jarum mullite dapat terbentuk dalam tubuh keramik selama sintering , ia memiliki efek pada sifat  mekanik  dan  fisik  dengan  meningkatkan  kekuatan  mekanik  dan  ketahanan sengatan termal. Kondisi yang paling penting berhubungan dengan komposisi kimia keramik. Jika  perbandingan silika dan alumina dengan  bahan  dasar  rendah  seperti natrium  dan  kalsium  disesuaikan,  bentuk  jarum mullite terbentuk  pada  sekitar 1400°C  dan  jarum  akan  saling  terkait. Ini interlocking mekanik  memberikan kontribusi untuk kekuatan mekanik tinggi porselen.
Berdasarkan  data  XRF  diketahui  bahwa  unsur  besi  pada bottom  ash sangat besar  dibandingkan  dengan fly  ash ,  ini  dibuktikan  dengan  diperolehnya    mineral maghemite dari  hasil  analisis  XRD  pada bottom  ash BTG  I  dan  II. Maghemite (Fe 2 O 3 ,  γ-Fe 2 O 3 )  adalah  anggota  keluarga oksida  besi,  memiliki struktur ferit spinel  yang sama  dengan   magnetit dan  juga  ferrimagnetik, sedangkan
pada fly  ash terdapat  mineral hematit e  yaitu salah  satu  mineral  yang  paling melimpah  di  permukaan  bumi  maupun  di  kerak  bumi  yang  dangkal.  Hematit merupakan  oksida  besi  dengan  komposisi  kimia  Fe 2 O 3 .  Mineral  ini  merupakan mineral  pembentuk  batuan  yang  umumnya  ditemukan  pada  batuan  sedimen, metamorf,  dan  batuan  beku.  Hematit  merupakan  bijih  yang  cukup  penting  untuk menghasilkan besi.
Beragam  struktur  kristal  pada fly  ash dan bottom  ash ini  dapat  mengalami perubahan  jika  suatu  material  dipanaskan  dengan  laju  pemanasan.  Berubahnya struktur  dari  material  akibat  temperatur  disebabkan  karena  ketika  suatu  material dipanaskan  maka  akan  terjadi  peningkatan  energi  yang  memungkinkan  atom-atom bergetar  akan  menyebabkan  jarak  antar  atom  pun  lebih  besar  sehingga  dapat merubah  struktur  kristal.    Dari  hasil  ini  dapat  diketahui  arah  potensi  pemanfaatan limbah  padat  yang  dihasilkan  oleh  PLTU  PT.  Semen  Tonasa  sehingga  dapat mengurangi permasalahan lingkungan yang ada di industri.

## 4. PENUTUP Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian yang telah diperoleh diketahui bahwa kebutuhan batubara  untuk  BTG Power  plant 2 × 25  MW  yaitu  sekitar  795  ton/hari  dan menghasilkan  limbah  padat  hasil  pembakaran  sekitar  7,4  % fly  ash dan  1,9  % bottom  ash .  Sedangkan  untuk  BTG Power  plant 2 × 35  MW  membutuhan  batubara sekitar  980,20  ton/hari  dan  menghasilkan  limbah  padat  hasil  pembakaran  sekitar 5,5% fly  ash dan  6  % bottom  ash .  Adapun  karakteristik  limbah  padat fly  ash dan bottom ash yang dihasilkan dari pembakaran batubara di PLTU  PT. Semen Tonasa yaitu diketahui bahwa silika dan besi sebagai unsur kandungan utama pada sampel fly ash dan bottom ash. Selain kedua unsur tersebut, terdapat pula unsur-unsur yang kecil seperti aluminium, kalsium, titanium dan kalium. Fly ash memiliki kadar karbon yang rendah sehingga digunakan sebagai pencampur semen sedangkan bottom ash mengandung  kadar  karbon  tinggi  sehingga  cocok  diaplikasikan  ke  bahan  polimer. Fly ash dan bottom ash didominasi oleh phasa quartz dengan struktur kristal trigonal (hexagonal  axes) ,  selain  itu  juga  terdapat  phasa mullite dengan  struktur  kristal orthorombic dan  mineral  pembentuk  senyawa  besi  yang  dominan  terdapat  pada bottom ash yaitu maghemite dengan struktur cubic dan tetragonal .

## DAFTAR PUSTAKA
Antoni. Sifat  Kimia  dan  Sifat  Fisika  Fly  ash. Medan:Universitas  Sumatera  Utara, 2007.
Aziz,  Abdul. Pengaruh  Ph  Dan  Tegangan  Listrikdalam  Elektrolisis  Limbah  Padat Baja (Slag Eaf) sebagai UpayaMereduksi Kandungan Logam Fe pada Limbah
Padat Industri Galvanis . Semarang: Universitas Islam Negeri
Walisongo,  2015.
Darmono. Lingkungan  Hidup  Dan  Pencemaran .  Jakarta:  Universitas  Indonesia, 2001.
Harijono, D. Fly ash dan Pemanfaatannya . Seminar Nasional Batubara. Yogyakarta: Universitas Gajah Mada, 2006.
Harris, dkk. Studi Pemanfaatan
Limbah Padat dari Perkebunan
Kelapa  Sawit  pada  PLTU  6  MW  di  Bangka  Belitung. Surabaya:  Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS), 2013.
Haryanto,  Gunady. Probe  Optik  Untuk  Mengukur  Konsentrasi  Fitoplankton,  Studi Kasus  Scenedesmus  sp. Tesis,  Pada  Departemen  Teknik,  Universitas Indonesia, 2008.
Mufrodi,  Z. Modifikasi  Limbah  Abu  Terbang  sebagai  Material  Baru  Adsorben . Yogyakarta: Universitas Pendidikan negeri Yogyakarta, 2010
Nelson, S A, X-ray Crystallography, www.tulane.edu.2010 (Diakses pada tanggal 28 Desember 2016).
Pasaribu,  D.A. Penggunaan  Electrostatic  Precipitator  Sebagai  Penanggulangan Polusi  Udara  Pada  Cerobong  Gas  Buang  Boiler .Tugas  Akhir.  Universitas Sumatera Utara, 2010
Pusat  Penelitian  Lingkungan  Hidup. Upaya  Pengelolaan  Lingkungan  dan Upaya  Pemantauan  Lingkungan  PLTU  Batubara  2  x  30  MW  PT Makmur  Sejahtera  Wisesa .  Lembaga  Penelitian  Universitas  Lambung Mangkurat, 2007.
Samijo. Pembuatan Paving Block Dengan Menggunakan Limbah Abu
Boiler  PKS  Gunung  Bayu  Sebagai  Bahan  Pengisi  Dengan  Perekat Alternatif  Limbah  Fly  ash  PLTU  Sibolga .  Medan:  Universitas  Sumatera Utara, 2010.
Shihab, M. Quraish. 2002. Tafsir al-Misbah; Pesan, Kesan, dan Keserasian Alquran Vol. 5 Jakarta: Lentera Hati.
Soeswanto,  Bambang. Pengaruh  Parameter  Proses  Pada  Pemungutan  Kembali Silika Dari Abu Batubara . 2011. Tesis, S-2 Pada Program Studi Teknik Kimia, Universitas Diponegoro Semarang, 2011.
Taufik, Muhammad, dkk . Laporan Praktek Kerja Lapangan Pembangkit Listrik (Pltu) PT. Semen Tonasa . Makassar: Politeknik Negeri Ujung Pandang, 2014.