SAMPLING BATUBARA

1. PENDAHULUAN

         Batubara adalah suatu material solid yang sangat heterogen, bahkan beberapa ahli mengatakan bahwa batubara adalah material solid yang paling sukar untuk diambil samplenya secara representative. Hal ini dapat dimaklumi mengingat pembentukan batubara yang berasal dari tumbuhan yang sangat heterogen jenisnya. Selain itu faktor lingkungan selama proses pembentukan (coalification) ikut menambah heterogennya sifat-sifat atau karakteristik batubara tersebut. Oleh karena itu, berbagai penelitian dan pengujian statistic dilakukan oleh komite-komite standard internasional seperti ISO standard, ASTM standard, JIS, dan lain-lain dalam menentukan metoda pengambilan sample yang representative. Komite-komite standard tersebut secara terus menerus mengupdate metoda-metoda sampling dan preparasi untuk batubara agar metoda pengambilan sample untuk batubara tersebut lebih sempurna sehingga sample batubara dapat diambil secara representative. Metoda standard untuk pengambilan sample tersebut sesuai dengan perkembangannya telah mengalami revisi-revisi atau update dengan metoda-metoda yang lebih mutakhir.

Di sisi lain, Sampling merupakan proses yang paling penting dalam menentukan karakteristik suatu batubara baik dalam explorasi maupun dalam transaksi komersial. Kesalahan dalam sampling, akan menyebabkan seluruh hasil pengujian karakteristik batubara tersebut akan salah. Sehingga hal ini akan menyebabkan kerugian di salah satu pihak apabila kesalahan tersebut dilakukan pada pengujian karakterisitk batubara untuk tujuan transaksi komersial. Oleh karena itu, para pelaku bisnis batubara sebaiknya memahami atau mengerti dalam hal sampling, preparasi dan analisa batubara.

Berdasarkan perhitungan statistik, para ahli menyatakan bahwa 80% kecermatan pengukuran kualitas batubara ditentukan oleh sampling, 20% lainnya ditentukan oleh sample preparation dan analysis, oleh karena itu proses sampling memerlukan perhatian yang jauh lebih besar. Untuk mendapatkan gambaran kualitas batubara menyeluruh yang dapat dipercaya, maka dilakukan pengukuran kualitas di setiap operasi antara lain : Tahap eksplorasi, Produksi, Penjualan.

2. ISI

Sampling adalah proses pengambilan sebagian komoditas dari seluruh komoditas yang akan diperiksa kualitasnya, seluruh komoditas tersebut disebut populasi sedangkan bagian komoditas yang terambil tersebut sample atau contoh. Tujuan sampling ialah mendapatkan contoh yang selain kualitasnya bisa mewakili kualitas seluruh populasi, jumlahnya pun relatif masih bisa ditangani. Faktor utama yang menentukan tingkat kesulitan suatu sampling ialah variabilitas komponen-komponen pembentuk populasi.

Batubara merupakan material yang mempunyai tingkat variabilitas sangat tinggi, baik secara fisik maupun secara kimia, oleh karena itu sampling batubara yang baik tidak mudah dilakukan, padahal hasil yang mewakili seluruh populasi merupakan utama semua pihak terkait.

Apa yang disebut dengan sampling yang baik?

Sampling yang baik adalah sampling yang di samping dilakukan dengan akurat dan presisinya tinggi, sehingga contoh mewakili seluruh populasi dengan baik, jumlah contoh yang terambil pun harus dapat ditangani. Karena tak seorangpun tahu berapa nilai kualitas sesungguhnya suatu komoditas, maka metode sampling, sample preparation dan analysis dianggap tidak pernah ada yang 100% sempurna. Nilai kualitas yang didapat dari suatu pengukuran hanyalah nilai pendekatan. Nilai yang paling dekat dengan nilai sesungguhnya adalah nilai rata2 hasil analisis yang didapat oleh sebanyak mungkin pemeriksaan, dengan menggunakan metode standar yang sama.

Dimana sampling bisa dilakukan?

Pada dasarnya sampling dilakukan dimana saja, dalam dua kemungkinan kondisi yang berbeda yaitu :

• Kondisi Moving stream (sementara batubara dipindahkan) lokasinya di Belt conveyor, stockpile, barge, ship (incremental).
• Kondisi Stationary (batubara dalam tumpukan) lokasinya di stockpile, barge atau ship.

Sampling dalam kondisi moving stream lebih disukai para praktisi dari pada dalam kondisi stationary. Hal ini dikarenakan apabila dalam kondisi moving stream, increment contoh diambil persatuan jumlah berat atau waktu tertentu pada saat batubara tersebut dipindahkan, sehingga contoh yang terambil terdapat lebih mewakili seluruh populasi, sedangkan sampling dalam kondisi stationary, contoh hanya diambil dari permukaan saja (kira-kira satu meter dari permukaan) sehingga contoh tidak cukup mewakili populasi terutama pada stockpile dimana segregasi tidak mungkin dapat dihindarkan sehingga kemungkinan terjadinya bias besar sekali.

Bagaimana sampling dilakukan?

Sampling dapat dilakukan baik secara manual maupun secara mechanical, cara mechanical sampling merupakan cara yang lebih disukai karena :

• Contoh yang didapat dengan cara ini lebih bisa mewakili populasi dibandingkan dengan contoh yang didapat dengan cara manual pada umumnya, kecuali stopped-belt sampling.
• sampling dilakukantampaharus mengganggu jalannya operasi, karena sampling dilakukan terhadap batubara yang berada pada belt conveyor yang sedang berjalan (moving stream)
• perkiraan presisi yang dicapai dapat diukur
• bias yang mungkin terjadi dapat diukur
• keamanan para sampler lebih terjamin

Stopped-belt sampling merupakan sampling cara manual yang sangat baik untuk dilakukan, namun sampling cara ini sangat mengganggu jalannya operasi dikarenakan belt conveyor harus di berhentikan setiap kali mengambil contoh (increment).

Dasar-dasar Sampling

Adabeberapa hal yang perlu diperhatikan dalam sampling batubara lepas ( baik yang telah ditambang maupun yang telah atau belum mengalami proses lebih lanjut). Yaitu:

-          Lokasi Sampling (stockpile,conveyor,gerbong KA, kapal laut)

-          Jumlah Increment yang harus diambil

-          Berat setiap increment yang harus diambil

-          Replikasi Sampling

Berikut ini disajikan tabel mngenai lokasi sampling dan jumlah inrement yang harus diambil untuk analisis.

Keadaan Batubara	Jumlah Inrement dari
	Conveyor	Gerbong KA	Kapal Laut	Stockpile
Batubara Bersih	16	24	32	32
Batubara Kotor	32	48	64	64

Tabel ini berlaku jika tonnage batubara < 1000 ton.

Namun jika tonnage batubara > 1000 ton maka jumlah inrement harus dikalikan faktor dibawah ini :

f =     Tonnage batubara (ton)

1000

f adalah faktor yang harus dikalikan dengan jumlah inrement yang ditunjukkan tabel diatas.

Berat contoh untuk setiap increment dihitung dengan rumus dibawah ini :

P = 0,06 D

Dimana D adalah diameter partikel top size dalam mm

       P adalah berat contoh dalam kg

Catatan bila partikel dengan top size sampai 150 mm, berat contoh tidak boleh kurang dari 0,5 kg. Dan untuk partikel dengan top size > 150 mm, berat contoh tidak boleh kurang dari 10 kg.

Peralatan yang digunakan

1. Peralatan Mekanis

- Breeches Chute

Alat sampling untuk batubara curahan

-          Slotted Arm

Alat sampling pada curahan. Alat ini biasanya tidak digunakan untuk batubara yang berukuran > 20 mm. Lebar slot tidak kurang dari 2,5 kali ukuran batubara top size.

-          Ram Operated Cart

Alat sampling untuk batubara yang sedang dicurahkan

-          Scrapper Arm

Alat sampling di conveyor yang sedang bergerak terutama untuk batubara yang berukuran sampai 50 mm.

2. Peralatan Manual

- Laddle

Alat sampling dengan bukaan minimal 2,5 kali ukuran batubara top size. Alat ini tidak cocok untuk batubara yang berukuran >80 mm.

- Sekop

Alat sampling yang digunakan untuk batubara yang diam (ditumpukkan). Bukaan sekop minimal 2,5 kali ukuran batubara top size. Tidak cocok untuk batubara yang sedang bergerak dan ukuran top size > 80 mm.

- Sampling Frame

Alat sampling untuk batubara diatas Conveyor. Jarak antara sisi frame paling tidak 2,5 kali ukuran batubara top size. Tinggi frame lebih besar dari ketebalan batubara diatas ban.

STUDI KASUS :

1 ton batubara yang diambil dari stockpile akan dilakukan analisis HGI dan densitasnya. Buatlah langkah-langkah yang harus dilakukan agar batubara yang dianalisis dapat mewakili 1 ton batubara, dimana diketahui diameter terbesar batubara tersebut adalah 75 mm.

Jawaban :

Langkah-langkah yang harus dilakukan yaitu :

1. Mengambil sample yang mewakili 1 ton batubara

Mengambil sample yang dapat mewakili 1 ton batubara dapat dilakukan dengan cara mengambil terlebih dahulu incrementnya. Berdasarkan table yang terlah dipaparkan diatas, jumlah increment yang harus diambil pada batubara kotor yang terdapat pada stockpile adalah sebanyak 64 increment. Selanjutnya berat sample yang harus diambil untuk setiap increment dapat dihitung dengan rumus :

P    = 0,06 D

             = 0,06 x 75 mm

      P     = 4,5 kg

Jadi untuk batubara 1 ton maka harus diambil increment sebanyak 64 increment dengan berat setiap increment adalah 4,5 kg. Sehingga berat total batubara yang akan diambil sebagai sample yaitu 288 kg dari 1 ton batubara.

2. Melakukan pencucian pada sampel batubara

Pencucian sample batubara penting untuk dilakukan. Pencucian sample batubara ini bertujuan untuk menghilangkan zat pengotor dan impurities anorganik yang terdapat pada batubara. Zat pengotor bisa berasal dari aktivitas penambangan ataupun masuk saat proses pembatubaraan. Karakteristik batubara dan impurities yang utama ditinjau dari segi pencucian secara mekanis ialah komposisi ukuran yang disebut size consist, perbedaan berat jenis dari material yang dipisahkan,kimia permukaan, friability relatif dari batubara dan impuritiesnya serta kekuatan dan kekerasan. Dalam melakukan pencucian perlu dipilih zat pencuci yang dapat mengapungkan batubara dan menenggelamkan zat pengotor, tentunya dalam kasus seperti ini pemilihan zat pencuci dilakukan berdasarkan densitasnya.

3. Melakukan pengeringan sample batubara

Setelah melakukan pencucian sample batubara, selanjutnya dilakukan pengeringan. Pengeringan sample batubara dilakukan untuk menghilangkan free moisture yang berada pada pori-pori besar batubara. Lengas ini dapat dihilangkan dengan pengeringan pada suhu ruang. Mula-mula sample batubara dihamparkan secara merata pada suatu tempat dan dibiarkan selama beberapa waktu atau diangin-anginkan.

4. Melakukan pengecilan ukuran sample batubara

Pengecilan ukuran sample batubara dilakukan dengan menggunakan peralatan preparasi sample seperti jaw crusher, disc pulverizer dan sieving machine. Sample batubara sebanyak 1 kg tadi dilakukan pengecilan ukuran. Mula-mula sample batubara tadi dihancurkan atau dihaluskan dengan menggunakan jaw crusher. Lalu dilanjutkan dengan alat disc pulverizer. Dan untuk mendapatkan sample batubara dengan berbagai ukuran dilakukan pengayakan dengan alat sieving machine dengan ukuran ayakan 20mesh, 60mesh, 170mesh dan 200mesh. Setelah dilakukan pengayakan selama beberapa menit didapatlah sample batubara dengan ukuran sebagai berikut :

• 20 mesh,
• -20mesh+60mesh,
•  -60mesh+170mesh,
• -170mesh+200mesh,
• -200mesh.

Maing-masing sample dengan berbagai ukuran ditimbang dan ditempatkan pada suatu wadah.

5. Melakukan pengadukan sample batubara

Setelah dilakukan tahapan keempat, dapat dikatakan preparasi sample telah selesai dilakukan. Karena tahap kelima ini dilakukan untuk mengambil contoh yang kecil dari salah satu ukuran butir batubara yang ada, misalnya diketahui batubara berukuran 60mesh sebanyak 300 gram, sedangkan dalam analisis hanya diperlukan sebanyak 1gram, maka untuk mengambil 1 gram dari 300 gram tadi perlu dilakukan pengadukan sampel batubara. Pengadukan dapat dilakukan dengan mesin namun dapat juga dilakukan secara mekanis, yaitu dengan menghamparkan sample batubara tersebut pada sebuah kertas dan pengadukan dilakukan dnegan mengangkat masing-masing sisi kertas secara bergantian.

6. Melakukan pembagian sample batubara

Setelah pengadukan dilakukan selanjutnya dilakukan pembagian sample. Agar sample yang diambil mewakili batubara yang ada maka pembagian sample langsung segera dilakukan setelah proses pengadukan. Pembagian sample dapat dilakukan dengan membagi sample menjadi dua bagian secara diagonal. Lalu mengambil sebanyak 1 gram sample dari salah satu bagian diagonal tersebut.

7. Melakukan Analisa HGI dan densitas batubara

 Setelah diambil 1 gram sample, selanjutnya dapat dilakukan analisis densitas atau analisis lainnya. Sampel yang diambil ini telah mewakili sampel 1 ton batubara.

3. KESIMPULAN

Sampling adalah proses pengambilan sebagian komoditas dari seluruh komoditas yang akan diperiksa kualitasnya, seluruh komoditas tersebut disebut populasi sedangkan bagian komoditas yang terambil tersebut sample atau contoh. Sampling yang baik adalah sampling yang di samping dilakukan dengan akurat dan presisinya tinggi, sehingga contoh mewakili seluruh populasi dengan baik, jumlah contoh yang terambil pun harus dapat ditangani. Sampling merupakan proses yang paling penting dalam menentukan karakteristik suatu batubara baik dalam explorasi maupun dalam transaksi komersial. Pada dasarnya sampling dilakukan dimana saja, dalam dua kemungkinan kondisi yang berbeda yaitu : Kondisi Moving stream (sementara batubara dipindahkan) lokasinya di Belt conveyor, stockpile, barge, ship (incremental). Dan Kondisi Stationary (batubara dalam tumpukan) lokasinya di stockpile, barge atau ship. Ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam sampling batubara yaitu: Lokasi Sampling (stockpile,conveyor,gerbong KA, kapal laut), Jumlah Increment yang harus diambil, Berat setiap increment yang harus diambil dan Replikasi Sampling.