Pengertian Coking Coal, Metalurgical Coal, Caking Coal

Batubara coking atau coking coal juga disebut dengan metallurgical coal atau Caking coal yaitu batubara yang memiliki karakteristik dan tendensi pada saat karbonisasi mengalami rangkaian perubahan secara fisik dengan melunak, meleleh, melebur dan kemudian tersolidasi kembali (Speight 2005).

Batubara coking, dipersyaratkan memiliki kondisi ikatan yang relatif lemah dalam strukturnya, sehingga memiliki nilai densitas dan kekuatan yang relatif kecil. Hal ini penting berkaitan dengan proses peremukan batubara  sebagai bahan dalam pembuatan kokas metalurgi. Kemampuan batubara coking untuk diubah dalam bentuk fragmen-fragmen yang lebih kecil tapi relatif seragam berkaitan dengan sifat fisik berupa densitas dan kekuatannya tersebut (Speight, 2013).

Selain itu sifat fisik terpenting dari batubara coking yang digunakan sebagai bahan kokas metalurgi adalah plasticity dan caking. Plasticity adalah kemampuan batubara untuk meleleh dan terikat, sementara caking adalah kemampuan batubara untuk membentuk gumpalan yang mengembang selama proses karbonisasi dan tersolidasi kembali. Salah satu tes plasticity untuk mengamati caking properties dari batubara cooking adalah Crucible Swelling Number (CSN), tes yang paling sederhana dan mudah dilakukan yang bertujuan untuk mengukur Free Swelling Index (FSI) dari batubara.

Blast Furnace (Slide Kuliah Batubara, Ferian Anggara)

Karbonisasi batubara adalah proses konversi batubara dengan  memanaskan batubara untuk  menghilangkan semua pengotornya hingga didapatkan kokas batubara. Pemanasan ini dapat dilakukan baik pada temperatur rendah, maupun temperatur tinggi (Miller, 2005). Tujuan utama proses karbonisasi batubara pada temperatur tinggi adalah untuk menghasilkan kokas metalurgi, yang merupakan bahan baku untuk peleburan besi dan baja. Temperatur yang digunakan untuk  memproduksi kokas metalurgi berkisar antara 1000 – 1100˚C.

Kokas atau coke adalah batubara yang mengalami pengaruh termal, dengan kokas yang dihasilkan untuk kegiatan industri biasanya digunakan untuk kepentingan pemurnian logam. Pada kegiatan peleburan besi dan baja, kokas yang digunakan merupakan kokas yang diproduksi dari batubara coking melalui proses karbonisasi dengan temperatur tertentu. Kokas yang dihasilkan pada kegiatan industri melalui proses karbonisasi dan digunakan pada peleburan besi dan baja disebut kokas metalurgi. Pada kokas metalurgi, komposisi utamanya adalah matrik yang berasal dari massa dasar batubara, didominasi oleh matrik yang berasal dari vitrinit yang terkarbonisasi dan mengalami transformasi melalui fase mesophase, komponen lainnya adalah konstituen organik dan inorganik yang tidak atau mengalami sedikit perubahan, umumnya adalah sebagian partikel inertinit dan mineral serta pori dan retakan pada matrik kokas (Gray dan Devanney, 1986).

Kelembaban yang rendah menjadi salah satu parameter yang diharapkan dari kokas, karena air merupakan katalis yang mengoksidasi karbon monoksida ke karbon dioksida yang akan membuat reduksi dari bijih besi tidak optimum, kadar volatile matter, abu dan sulfur serta fosfor yang rendah juga menjadi persyaratan agar tidak mengkontaminasi produk besi cair yang dihasilkan.

Kokas metalurgi dihasilkan dari batubara bituminous melalui proses karbonisasi dengan suhu mencapai 1.100˚C. Pada proses karbonisasi modern dalam skala industri, banyak produk sampingan dari karbonisasi yang memiliki nilai ekonomis dan dapat dimanfaatkan, antara lain gas, aspal, benzene dan ammonia (Speight, 2013).

            Kualitas kokas diukur berdasarkan parameter kualitas yang paling utama dan umum untuk dijadikan acuan, yaitu stabilitas dan reaktifitas dari kokas (Taylor, dkk., 1998). Ada banyak metode dan berbagai standar yang dikembangkan untuk mengukur stabilitas dan reaktifitas kokas tersebut (misalnya ASTM, JIS dan sebagainya). Pengukuran reaktifitas (CRI/Coke reaktivity Index) kokas dapat dilakukan dengan metode NCS (Nippon Steel Corporation) yang menggunakan metode tes dengan pemanasan sampel kokas pada temperatur 1.100˚C dengan tekanan nitrogen. Pengujian ini merepresentasikan kondisi kokas pada kondisi blast furnace (Diez, dkk, 2002).

Nilai CRI untuk kokas metalurgi yang ideal adalah dibawah 30% dengan nilai CSR (Coke strength after Reaction) harus lebih besar dari 55%. Dari banyak penelitian terdahulu (Taylor, dkk., 1998) diketahui bahwa semakin dominan partikel anisotropik optikal pada kokas, akan semakin rendah reaktifitasnya. Hal ini berkaitan dengan struktur susunan karbonnya yang lebih kuat hingga secara kimiawi lebih stabil kepada reaksi dengan karbon dioksida pada blast furnace atau dengan oksigen pada proses karbonisasi dibandingkan dengan kokas yang matriknya didominasi partikel isotropik optikal. Pengukuran reaktifitas kokas juga dapat dilakukan dengan menggunakan fungsi V-tipe, (berdasarkan atas rentang reflektan vitrinit) yang apabila dikombinasikan dengan data maseral lainnya dapat digunakan untuk mengkalkukasikan composition balance index (CBI), yaitu jumlah rasio aktual komponen inert yang ideal agar mencapai coke strength yang optimal (Ruiz dan Crelling., 2008).

Daftar Pustaka :

Diez, M.A., Alvarez, R., Barriocanal, C., 2002., Coal For Metallurgical Coke Production: Predictions Of Coke Quality And Future  Requirements For Cokemaking, International Journal of Coal Geology, Vol.50, p. 385-412.

Gray, R.J dan Devanney, K.F., 1986., Coke carbon forms: Microscopic Classification And Industrial Applications, International Journal of Coal Geology, Vol. 6 p. 277-297.

International Committee for Coal and Organic Petrology (ICCP), 1998., The New Vitrinite Classification (ICCP System 1994), Fuel, Vol. 77, No. 5, p. 349-358.

Renton, J.J., 1982., Mineral matter in Coal, Coal Structure, ed. Meyer RA, Academic Press, p. 283-324.

Ruiz, S., Crelling, J.C., 2008., Applied Coal Petrology : The Role of Coal Petrology In Coal Utilization, 388 pp.

Speight, J.G., 2005., Handbook of Coal Analisys, John Wiley & Sons. Inc. Publication, 238 pp.

Speight, J.G., 2013., The Chemistry and Technology of Coal 3th edition, CRC Press., 807 pp.

Ward, C.R., 1986., Review of Mineral Matter in Coal,  Australian Coal Geology, Geol. Society of Australia, Vol.6 p.87-107.

Ward, C.R., 2002., Analysis and Significance of Mineral Matter in Coal Seam,  International Journal of Coal Geology, Vol.50, p. 135-168.

Subscribe to receive free email updates: