Free File Hosting & Share

Abu Batubara sebagai Soil Conditioner

Saturday, January 10, 2009

PEMANFAATAN ABU BATUBARA SEBAGAI BAHAN PEMBENAH TANAH ATAU SOIL CONDITIONER DI DAERAH PENIMBUNAN TAILING PENGOLAHAN EMAS
Sumber: www.tekmira.esdm.go.id

Latar Belakang
PLTU berbahan bakar batubara biasanya menghasilkan limbah padat dalam bentuk abu. Jumlah abu batubara yang dihasilkan per hari dapat mencapai 500 - 1000 ton. Abu batubara yang merupakan limbah dari proses pembangkit tenaga listrik tersebut dapat berupa abu terbang, abu dasar dan lumpur flue gas desulfurization. Abu tersebut selan-jutnya dipindahkan ke lokasi penimbunan abu dan terakumulasi di lokasi tersebut dalam jumlah yang sangat banyak. Dengan bertambahnya jumlah abu batubara maka ada usaha-usaha untuk memanfaatkan limbah padat tersebut. Hingga saat ini abu batubara tersebut banyak dimanfaatkan untuk keperluan industri semen dan beton, bahan pengisi untuk bahan tambang dan bahan galian serta berbagai pemanfaatan lainnya. Salah satu pemanfaatan abu batubara yang akan diteliti di PPTM adalah untuk mengelola tanah tailing yang berasal dari kegiatan pengolahan emas di Jawa Barat. Tailing tersebut diperkirakan bersifat basa dan banyak mengandung logam-logam berat.

Secara kimia abu batubara merupakan mine-ral alumino silikat yang banyak mengandung unsur-unsur Ca, K, dan Na di samping juga mengandung sejumlah kecil unsur C dan N. Bahan nutrisi lain dalam abu batubara yang diperlukan dalam tanah diantaranya ialah B, P dan unsur-unsur kelumit seperti Cu, Zn, Mn, Mo dan Se. Abu batubara sendiri dapat bersifat sangat asam (pH 3 – 4) tetapi pada umumnya bersifat basa (pH 10 – 12). Secara fisika abu batubara tersusun dari partikel berukuran silt yang mempunyai karakteristik kapasitas pengikatan air dari sedang sampai tinggi, sifat-sifat pembentuk semen yang dapat menghambat perkembangan akar tanaman.

Berdasarkan sifat-sifat fisika dan kimia abu batubara tersebut, pada penelitian ini akan dilakukan percobaan terhadap kemungkinan pemanfaatan abu batubara sebagai bahan pembenah tanah (soil conditioner) dan sebagai bahan dasar untuk pembuatan zeolit sintetik yang pada akhirnya juga akan dapat dimanfaatkan sebagai bahan pembenah tanah. Pada tahap awal, karena studi ini masih berkaitan dengan penelitian sebelumnya yakni toksisitas abu batubara, maka proses leaching ataupun proses absorpsi dan pengamatan toksisitas terhadap unsur-unsur dan keterdapatannya dalam tanaman indikator yang dipakai pada penelitian ini tertentu perlu disesuaikan dengan kondisi penelitian sebelumnya. Namun demikian beberapa parameter yang berpengaruh pada kualitas tanah tetap akan dipantau pada penelitian ini.

Tujuan Penelitian
  • Mengevaluasi pemanfaatan abu batubara (abu terbang dan abu dasar) PLTU berbahan bakar batubara asal Sumatera dan Kalimantan terhadap tanah tailing pengolahan emas.
  • Mengevaluasi pengaruh proses leaching ataupun absorpsi yang mungkin terjadi sebagai akibat penambahan abu batubara pada contoh tanah
Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini meliputi:
  1. Pengambilan contoh yang dilanjutkan dengan karakterisasinya di laboratorium pengujian Puslitbang tekMIRA.
  2. Percobaan di laboratorium penelitian dilanjutkan dengan pengujian/analisis hasil percobaannya di laboratorium Puslitbang tekMIRA.
Percobaan di laboratorium Puslitbang tekMIRA meliputi:
  • Penentuan karakteristik bahan percobaan yang terdiri dari analisis kimia contoh abu batubara dan contoh ampas (tailing),
  • Percobaan inkubasi ampas (tailing) sebagai media tanam
  • Percobaan pertanaman pada media yang telah diinkubasi
  • Percobaan zeolitisasi abu batubara
Hasil
Hasil penelitian menunjukkan bahwa kondisi perlakuan terbaik untuk memperbaiki kondisi fisik maupun kimia tailing terjadi pada penambahan abu batubara sebanyak 10 - 20 %. Pada percobaan pertanaman jagung dalam media tanam tailing Pongkor, penambahan abu batubara sebanyak 2,5 % dapat menunjang dengan baik perkembangan tanaman, sedangkan untuk media tanam Timika, penambahan abu batubara sebanyak 10 % yang terbaik dalam menunjang perkembangan tanaman.

Kesimpulan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa abu batubara dapat dipakai untuk memperbaiki kondisi fisik maupun kimia tailing. Penambahan abu batubara dalam media tanam tidak menyebabkan terjadinya pelindian logam-logam berat (Fe, Mn dan Zn), kecuali logam Pb sehingga perlu ditinjau lebih detil lagi. (Retno Damayanti, dkk)

Read More......

Grobalith® Bottom Ash

Sunday, July 27, 2008

Grobalith® bottom ash may be compared to an expanded light-weight aggregate having irregularly broken-up, rough surfaces. It is a light-weight aggregate generally accepted for use by the construction supervising authority according to DIN 4226-2, which after the publication of the new DIN 4226-2, has become a standardised building material for the manufacture of light masonry mortars, the production of concrete products and masonry units. Further applications for Grobalith® are highway and road substructures, as well as the use for backfilling, embanking and soil conditioning measures.

Source: www.baumineral.de

Read More......

Abu Terbang Batubara Sebagai Adsorben

Sumber: www.majarikanayakan.com

Penggunaan abu terbang batubara sebagai campuran beton untuk bangunan California Academy of Science.click photo to enlarge

Produksi abu terbang batubara (fly ash) didunia pada tahun 2000 diperkirakan berjumlah 349 milyar ton[1]. Penyumbang produksi abu terbang batubara terbesar adalah sektor pembangkit listrik. Produksi abu terbang dari pembangkit listrik di Indonesia terus meningkat, pada tahun 2000 jumlahnya mencapai 1,66 milyar ton dan diperkirakan mencapai 2 milyar ton pada tahun 2006[2].

Abu terbang batubara umumnya dibuang di landfill atau ditumpuk begitu saja di dalam area industri. Penumpukkan abu terbang batubara ini menimbulkan masalah bagi lingkungan. Berbagai penelitian mengenai pemanfaatan abu terbang batubara sedang dilakukan untuk meningkatkan nilai ekonomisnya serta mengurangi dampak buruknya terhadap lingkungan. Saat ini umumnya abu terbang batubara digunakan dalam pabrik semen sebagai salah satu bahan campuran pembuat beton. Selain itu, sebenarnya abu terbang batubara memiliki berbagai kegunaan yang amat beragam:
  1. Penyusun beton untuk jalan dan bendungan
  2. Penimbun lahan bekas pertambangan
  3. Recovery magnetit, cenosphere, dan karbon
  4. Bahan baku keramik, gelas, batu bata, dan refraktori
  5. Bahan penggosok (polisher)
  6. Filler aspal, plastik, dan kertas
  7. Pengganti dan bahan baku semen
  8. Aditif dalam pengolahan limbah (waste stabilization)
  9. Konversi menjadi zeolit dan adsorben

Konversi abu terbang batubara menjadi zeolit dan adsorben merupakan contoh pemanfaatan efektif dari abu terbang batubara. Keuntungan adsorben berbahan baku abu terbang batubara adalah biayanya murah. Selain itu, adsorben ini dapat digunakan baik untuk pengolahan limbah gas maupun limbah cair. Adsorben ini dapat digunakan dalam penyisihan logam berat dan senyawa organik pada pengolahan limbah. Abu terbang batubara dapat dipakai secara langsung sebagai adsorben atau dapat juga melalui perlakuan kimia dan fisik tertentu sebelum menjadi adsorben. Zeolit yang disintesis dari abu terbang batubara banyak digunakan untuk keperluan pertanian. Zeolit banyak dikonsumsi dalam pemurnian air, pengolahan tanah, dll. Zeolit dibuat dengan cara mengkonversi aluminosilikat yang terdapat pada abu terbang batubara menjadi kristal zeolit melalui reaksi hidrotermal.

Sifat Fisika dan Kimia Abu Terbang

Komponen utama dari abu terbang batubara yang berasal dari pembangkit listrik adalah silika (SiO2), alumina, (Al2O3), dan besi oksida (Fe2O3), sisanya adalah karbon, kalsium, magnesium, dan belerang. Rumus empiris abu terbang batubara ialah:

Si1.0Al0.45Ca0.51Na0.047Fe0.039Mg0.020K0.013Ti0.011

Tabel 1. Komposisi kimia abu terbang batubara
Komponen Bituminous Sub-
bituminous
Lignite
SiO2 20-60% 40-60% 15-45%
Al2O3 5-35% 20-30% 10-25%
Fe2O3 10-40% 4-10% 4-15%
CaO 1-12% 5-30% 15-40%
MgO 0-5% 1-6% 3-10%
SO3 0-4% 0-2% 0-10%
Na2O 0-4% 0-2% 0-6%
K2O 0-3% 0-4% 0-4%
LOI 0-15% 0-3% 0-5%

Sifat kimia dari abu terbang batubara dipengaruhi oleh jenis batubara yang dibakar dan teknik penyimpanan serta penanganannya. Pembakaran batubara lignit dan sub-bituminous menghasilkan abu terbang dengan kalsium dan magnesium oksida lebih banyak daripada bituminus. Namun, memiliki kandungan silika, alumina, dan karbon yang lebih sedikit daripada bituminous. Kandungan karbon dalam abu terbang diukur dengan menggunakan Loss On Ignition Method (LOI).

Abu terbang batubara terdiri dari butiran halus yang umumnya berbentuk bola padat atau berongga. Ukuran partikel abu terbang hasil pembakaran batubara bituminous lebih kecil dari 0,075mm[4]. Kerapatan abu terbang berkisar antara 2100 sampai 3000 kg/m3 dan luas area spesifiknya (diukur berdasarkan metode permeabilitas udara Blaine) antara 170 sampai 1000 m2/kg[4].

Adsorben untuk Penyisihan Polutan pada Gas Buang

Abu terbang dapat dimanfaatkan sebagai adsorben untuk penyisihan polutan pada gas buang prose pembakaran yang berpotensi untuk merusak lingkungan seperti gas sulfur oksida yang menyebabkan hujam asam, gas nitrogen oksida yang menyebabkan pemanasan global, dan merkuri (Hg) yang berbahaya bagi makhluk hidup.

  1. Penyisihan SOx
    Industri-industri berusaha untuk mengurangi emisi SOx dengan cara memasang unit flue gas desulphurization (FGD) dan unit scrubber. Dua unit tersebut banyak digunakan karena memiliki efisiensi yang tinggi terhadap proses de-SOx. Namun, dua unit tersebut membutuhkan air dalam jumlah yang besar dan akibatnya menghasilkan limbah cair yang banyak. FGD tipe kering tidak membutuhkan pengolahan limbah cair tetapi tipe ini membutuhkan adsorben dalam jumlah besar untuk mencapai efisiensi de-SOxyang tinggi. Abu terbang batubara lebih dipilih untuk digunakan sebagai adsorben pada FGD tipe kering dalam skala besar dibandingkan karbon aktif karena biayanya lebih murah. Dua tipe abu terbang batubara yang berasal dari fluidized bed combustion (FBC) dan pulverized coal combustion (PCC) telah diuji coba untuk menyisihkan SO2 dengan bantuan kalsium hidroksida (CaOH2)[2]. Hasil uji coba tersebut adalah konversi CaO menjadi CaSO4 mencapai 92-100% dalam pereaksian selama 1 jam.
  2. Penyisihan NOx
    Abu terbang batubara juga memiliki potensi sebagai adsorben untuk menyisihkan NOx dari aliran gas buang. Emisi NOx diserap oleh karbon tidak terbakar yang terdapat di dalam abu terbang batubara. Partikel karbon tersebut dapat juga diaktivasi untuk meningkatkan kinerja penyerapan NOx. Penelitian yang dilakukan oleh Rubel et al menunjukkan bahwa perbandingan kapasitas penyerapan NOx karbon dari abu terbang batubara yang diaktivasi dengan karbon aktif komersial adalah 1/3[1].
  3. Penyisihan merkuri (Hg)
    Emisi merkuri yang dihasilkan dari pembakaran batubara pada unit boiler mendapat perhatian yang besar dari pemerhati lingkungan karena berpotensi merusak lingkungan dan menjadi ancaman bagi kesehatan makhluk hidup. Abu terbang batubara dapat dijadikan salah satu adsorben untuk mengontrol emisi merkuri dengan bantuan filter dari bahan kain misalnya dengan memakai baghouse filter. Peneliti Serre dan Silcox menyatakan bahwa karbon yang tidak terbakar di dalam abu terbang batubara dapat digunakan sebagai substitusi karbon aktif yang murah dan efektif. Abu terbang batubara dapat diinjeksikan secara berkala di dalam baghouse filter yang digunakan untuk menyisihkan merkuri. Luas permukaan dan struktur abu terbang batubara yang berpori merupakan dua hal yang menyebabkan abu terbang batubara berpotensi untuk menyerap emisi merkuri.
  4. Penyisihan gas-gas organik
    Selain dapat digunakan untuk menyisihkan tiga polutan diatas, abu terbang batubara juga dapat digunakan untuk menyisihkan gas organik. Penelitian yang dilakukan oleh Peloso, menunjukkan bahwa abu terbang batubara yang telah melewati proses aktivasi secara termal dapat menyisihkan uap toluene.

Adsorben untuk Penyisihan Ion Logam Berat pada Limbah Cair

Logam berat adalah polutan yang memberikan dampak signifikan bagi kesehatan makhluk hidup. Proses penghilangan logam berat dari limbah cair sudah dilakukan dengan beberapa cara seperti, presipitasi menggunakan bahan kimia, ekstraksi menggunakan pelarut tertentu, pertukaran ion, reverse osmosis, atau adsorpsi. Proses adsorpsi dengan pilihan jenis adsorben yang tepat jika dibandingkan dengan proses lainnya merupakan proses yang sederhana tapi efektif dalam penghilangan logam berat dari limbah cair.


Scanning Electron Microscopy abu terbang batubara.

Logam berat utama yang diteliti untuk diserap oleh abu terbang batubara adalah Pb, Ni, Cr, Cu, Cd, dan Hg. Penghilangan logam berat dari limbah cair melibatkan dua proses yaitu presipitasi dan adsorpsi. Proses presipitasi melibatkan kalsium hidroksida sedangkan proses adsorpsi melibatkan silika alumina. Kedua senyawa tersebut terkandung di dalam abu terbang batubara.

Peneliti bernama Bayat meneliti penghilangan logam Zn2+, Cd2+, Ni2+, Cu2+, dan Cr6+ menggunakan abu terbang batubara yang berasal dari batubara jenis lignit. Selain itu, Bayat juga membandingkannya hasil penghilangan logam berat tersebut dengan karbon aktif komersial. Hasil dari penelitian tersebut menunjukkan bahwa abu terbang batubara dapat menghilangkan logam berat seefektif karbon aktif pada kondisi tertentu. Proses adsorpsi maksimum terjadi pada kondisi pH 7-7.5[5].

Abu terbang batubara juga merupakan adsorben yang baik untuk menghilangkan Cs. Abu terbang batubara juga dikonversi menjadi zeolit melalui proses hidrotermal dan digunakan untuk menghilangkan logam Cs, timbal, dan kadmium. Kapasitas adsorpsi zeolit abu terbang batubara untuk timbal sebesar 70.58 mg/g dan 95.6 mg/g untuk kadmium dengan konsentrasi awal kedua logam sebesar 100 mg/L.

Konversi Abu Terbang Batubara Menjadi Zeolit

Zeolit pada dasarnya merupakan padatan aluminium-silikat yang memiliki struktur yang berpori. Zeolit alam biasanya terbentuk dari batu dan abu gunung berapi yang beraksi dengan logam alkali tanah pada air tanah. Zeolit murni hampir tidak dapat ditemukan di alam. Biasanya terdapat pengotor seperti logam natrium dan kalsium. Abu terbang batubara memiliki potensi dikonversi menjadi zeolit jika memiliki kandungan alumina-silika yang cukup tinggi dan kandungan karbon yang rendah. Zeolit memiliki beberapa aplikasi industrial yaitu[6]:

  • Pertukaran ion : Penukar ion Na+/K+/Ca2+
  • Adsorpsi pengotor gas : Adsorpsi selektif berdasarkan molekul gas spesifik
  • Adsorpsi pengotor air : Adsorpsi reversibel air tanpa ada perubahan sifat fisik dan kimia dari zeolit itu sendiri

Jenis zeolit yang dihasilkan dari abu terbang bergantung pada komposisi awal dan metode konversinya. Metode yang umum digunakan adalah hydrothermal alkali treatment yaitu memanaskan campuran abu terbang dengan larutan alkali (KOH, NaOH, dsb.) dalam variasi waktu reaksi, suhu, dan tekanan tertentu[6].

Tantangan Masa Depan

Abu terbang pada masa kini dipandang sebagai limbah pembakaran batubara. Penanganan abu terbang masih terbatas pada penimbunan di lahan kosong. Hal ini berpotensi bahaya bagi lingkungan dan masyarakat sekitar seperti, logam-logam dalam abu terbang terekstrak dan terbawa ke perairan, abu terbang tertiup angin sehingga mengganggu pernafasan. Sudut pandang terhadap abu terbang harus dirubah, abu terbang adalah bahan baku potensial yang dapat digunakan sebagai adsorben murah. Beberapa investigasi menyimpulkan bahwa abu terbang memiliki kapasitas adsorpsi yang baik untuk menyerap gas organik, ion logam berat, gas polutan. Modifikasi sifat fisik dan kimia perlu dilakukan untuk meningkatkan kapasitas adsorpsi.

Abu terbang (fly ash) batubara.

Berdasarkan paparan diatas sudah terbukti bahwa abu terbang batubara memiliki potensi yang besar sebagai adsorben yang ramah lingkungan. Abu terbang batubara dapat menjadi alternatif pengganti karbon aktif dan zeolit. Tetapi, kapasitas adsorpsi abu terbang sangat bergantung pada asal dan perlakuan pasca pembakaran batubara. Sampai sekarang, pemanfaatan abu terbang masih dilakukan dalam skala kecil karena umumnya kapasitas adsorpsinya masih rendah. Modifikasi sifat fisik dan kimia dapat meningkatkan kapasitas adsorpsi abu terbang. Peningkatan kapasitas adsorpsi dapat membuat adsorben dari abu terbang batubara kompetitif bila dibandingkan dengan karbon aktif dan zeolit[1].

Konversi abu terbang menjadi zeolit adalah salah satu alternatif yang sangat potensial meningkatkan nilai ekonomis abu terbang. Karbon sisa pembakaran dalam abu terbang memiliki kualitas setara karbon aktif sehingga investigasi mengenai pemisahan karbon sisa berpotensi meningkatkan nilai ekonomis dari abu terbang. Zeolit memiliki kegunaan yang banyak seperti adsorben, resin penukar ion, molecular sieves, dll. Zeolit memilki kapasitas adsorpsi yang jauh lebih tinggi dibandingkan dengan abu terbang sehingga konversi abu terbang menjadi zeolit menjadi alternatif yang menjanjikan dimasa depan (Queroll, 2006). Penelitian di masa depan diharapkan dapat membuat konversi abu terbang menjadi zeolit komersil pada skala industri.

Referensi:
[1] S.Wang, H. Wu , H, Journal of Hazardous Materials (2006).
[2] Indonesia Power, PLTU Suralaya, (2002).
[3] Putu Astari Merati, Utilization of fly ash from power plant for removal of dyes, (2006).
[4] Yoga Pratama, Heri T. Putranto, Coal fly ash conversion to zeolite for removal of chromium and nickel from wastewaters, (2007).
[5] B. Bayat, Journal of Hazardous Materials, Vol. 95(3)275-290,(2002).
[6] X.Querol, et al, Int. J. Coal Geol. 50, 413-423, (2002).
[7] D. Mohan, et al, Ind. Eng. Chem. Res. 41, 3688-3695, (2002).

Read More......

Why Separation Technologies’ Electrostatic Process is the best solution

Why Separation Technologies’ Electrostatic Process is the best solution
Source: www.proash.com

Our electrostatic technology processes high carbon fly ash to make it usable in concrete. The difference in our technology is that we do this in an eco-friendly manner that requires no additional chemicals and produces no emissions. This technology has many business advantages for power plants, since it is the most flexible, cleanest, fly ash processing solution, with the longest record of proven commercial success.

Unlike other technologies, electrostatic technology is:

  • Fully proven, fully commercialized, and fully operational across many plants and discrete separator units.
  • Compact, clean, and requires a relatively small footprint at the power plant site.
  • Much lower-cost than any alternative solution.
  • Much more flexible in dealing with future developments.

Electrostatic separation process also has many technology advantages:

  • Each separator can process up to 40 tons of fly ash per hour, which means that one separator can meet most plant/market requirements and a second or third separator can be easily and cost effectively added to handle any plant/market situation.
  • The separator uses very low power to operate, consuming 1-2 kWh for each processed ton
  • The separator process generates no gas or liquid emissions
  • The separator also produces a high carbon product that can be readily reburned, to recover the fuel value of the unburned carbon.
  • The electrostatic separator can readily process a wide range of fly ash LOIs (Loss on Ignition, or unburned carbon content) — from 30% on down — producing a consistent 2% LOI product that easily meets all standards for use in concrete.

The ProAsh product delivered is of consistent quality e.g. 2% +/- 1/2% LOI,
from a variable LOI feed stock

Our processed fly ash meets all ASTM C-618 /AASHTO M295 specifications and state DOT requirements.


How Our Technology Works

Our separation technology follows this process:

  • Fly ash is fed into a thin gap between parallel planar electrodes
  • Unburned carbon particles in ash take on positive (+) charges; minerals take on negative (-) charges through particle-to-particle contact
  • Charged particles are attracted to electrode plate of opposite charge
  • High speed open mesh belt moves differently charged particles in opposite directions

Our Ammonia Solution: Why and How?

In recent years, more coal plants have committed to emissions control measures to manage NOx or particulate emissions, which expose the plant’s fly ash to ammonia. These emission control measures include Selective Catalytic Reduction or Selective Non Catalytic Reduction systems to control NOx emissions; and flue gas conditioning systems to improve electrostatic precipitator efficiency. Operation of these systems may mean that the fly ash would contain ammonia. Concentrations of ammonia on fly ash at levels of 100 parts per million (ppm) or greater is unacceptable in the concrete market, because the chemical reactions in the poured concrete could create unpleasantly strong ammonia gas odors.

  • To meet this important need, we developed a patented Ammonia Removal Process that is capable of reducing ammonia on ash from more than 2,000 ppm to less than 50 ppm. The end product fly ash meets ASTM C-618 specifications as a high performance concrete additive; the process safely recycles ammonia back to the utility.
  • This breakthrough technology can be installed as a stand-alone operation or combined with our carbon removal process in a single installation. The ammonia removal system enables power plants to continue to meet their goals for recycling and/or environmentally benign disposal of fly ash.
  • One of the key benefits of our ammonia removal process is its flexibility. Many power plants do not yet know, specifically, how SCRs will impact their coal combustion byproducts or how they will change out catalysts. For these power plants, our ammonia removal process is easily accessible if and when it is needed, without forcing a premature decision — and unnecessary costs or risk.

Read More......

ASTM C618

Saturday, July 26, 2008

The American Society for Testing and Materials (ASTM) is probably the most widely recognized and used national standards-setting organization in the United States for engineering-related materials and testing. The ASTM C618 specification is the most widely used because it covers the use of fly ash as a pozzolan or mineral admixture in concrete. The three classes of pozzolans are Class N, Class F, and Class C. Class N is raw or calcined natural pozzolan such as some diatomaceous earths, opaline cherts, and shales; tuffs, volcanic ashes, and pumicites; and calcined clays and shales. Class F is pozzolanic fly ash normally produced from burning anthracite or bituminous coal. Class C is pozzolanic and cementitious fly ash normally produced from burning lignite or subbituminous coal. The table below shows the chemical and physical requirements listed in the ASTM C618 specification.

Read More......
 
Abu Batubara - Wordpress Themes is powered by WordPress. Theme designed by Web Hosting Geeks and Top WordPress Themes.
por Templates Novo Blogger