KAJIAN PENCAMPURAN ABU BATUBARA LIMBAH PLTU DENGAN MATERIAL PEMBENTUK ASAM UNTUK PENCEGAHAN AIR ASAM TAMBANG TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh FIRMAN NIM: 22114027 (Program Studi Magister Rekayasa Pertambangan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2017 KAJIAN PENCAMPURAN ABU BATUBARA LIMBAH PLTU DENGAN MATERIAL PEMBENTUK ASAM UNTUK PENCEGAHAN AIR ASAM TAMBANG Oleh FIRMAN NIM: 22114027 (Program Studi Magister Rekayasa Pertambangan) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Bandung, Maret 2017 Menyetujui Pembimbing Dr. Eng. Ginting Jalu Kusuma, ST., MT. NIP. 19790618 201212 1 004 iii ABSTRAK KAJIAN PENCAMPURAN ABU BATUBARA LIMBAH PLTU DENGAN MATERIAL PEMBENTUK ASAM UNTUK PENCEGAHAN AIR ASAM TAMBANG Oleh FIRMAN NIM : 22114027 (Program Studi Magister Rekayasa Pertambangan) Air asam tambang merupakan salah masalah lingkungan yang penting akibat dari kegiatan pertambangan sehingga perlu dilakukan upaya pencegahan. Salah satunya dengan metode pencampuran batuan yang bersifat PAF (Potential Acid Forming) dicampur dengan material yang bersifat NAF (Non Acid Forming). Kendala di lapangan adalah keterbatasan material NAF sehingga diperlukan material lain yang berada di sekitar lokasi tambang, yaitu abu batubara sisa pembakaran PLTU mulut tambang, baik bottom ash (BA) maupun fly ash (FA). Potensi pemanfaatan abu batubara sebagai material campuran OB-CS (bersifat PAF) dalam mencegah pembentukan air asam tambang (AAT) perlu dikaji. Penelitian diawali dengan melakukan uji distribusi ukuran partikel sampel, uji XRD, uji ICP-MS, uji statik, uji kinetik dan uji kualitas air. Uji geokimia dilakukan untuk mengetahui potensi pembentukan asam dari batuan dan potensi penetralan asam dari abu batubara. Simulasi pencampuran dilakukan dengan uji kinetik metode free drainage column leach test (FDCLT). Pengaruh variasi ukuran butir OB-CS (kasar dan halus), ratio abu:OB-CS (2:1, 1:1, dan 0,5:1) serta pengaruh jenis abu batubara (FA BJS, BA BB dan BA BJS) dianalisis dari hasil kualitas air lindian. Selanjutnya dilakukan analisis PHREEQC untuk mengetahui kesetimbangan asam basa dalam campuran serta dilakukan perhitungan laju kelarutan alkalinitas dan oksidasi pirit dari material campuran dengan menggunakan fungsi peluruhan eksponensial reaksi orde satu. Hasil penelitian ini adalah variasi ukuran butir OB claystone tidak berpengaruh terhadap pH air lindian. Campuran FA BJS-OB-CS minimal dengan ratio 1,13:1 efektif mencegah terbentuknya AAT sedangkan campuran OB-CS dengan BA BB dan BA BJS minimal dengan ratio 5,7:1 dan 6,9:1. Kesetimbangan asam basa campuran tercapai dari ratio transfer mol mineral penetral yang bereaksi (periclase, aragonit):mineral pembangkit asam (pirit) adalah 1:1. Semakin banyak komposisi FA/BA dalam campuran, laju oksidasi pirit dan alkalinitas makin lambat. Selain itu, laju kelarutan alkalinitas dan oksidasi pirit tepat habis bersamaan dari campuran OB-CS dan FA BJS pada ratio 1:1,62. Kata kunci : Pencampuran, abu batubara, air asam tambang iv ABSTRACT STUDY OF BLENDING OF COAL COMBUSTION PRODUCT FROM COAL-FIRED POWER PLANT WITH POTENTIALLY ACID FORMING MATERIAL TO PREVENT ACID MINE DRAINAGE FIRMAN (22114027) Acid Mine Drainage (AMD) is one of environmental concerns of mining activities and need to be prevented. One of AMD prevention method is passive method by blending PAF Material with Non-Acid Forming Material. One of constraint often faced by mining companies is the limitation of NAF material. Other Non-Acid Forming Material that is available and abundant near mine site is Coal Combustion Product (CCP) from Mine-Mouth Coal-Fired Power Plant. The Study of usage of CCP as a blending material with PAF material in order to prevent AMD is deemed necessary. This study consist of several methods: grain-size analysis and distribution, XRD test, ICP-MS test, Static Test, Kinetic Test and Water Quality Test. The static test is done to characterize the potency of material to produce acid mine drainage. Kinetic test is done using Free Draining Column Leach Test (FDCLT) method. Different blending simulations of varying PAF material size (fine and coarse), varying CCP-PAF Material ratio (2:1; 1:1; and 0,5:1 by weight) and varying CCP material (FA BJS, BA BB and BA BB) are made and leachate water from kinetic test is physically and chemically tested. Analysis of reaction using abovementioned data is made by using software PHREEQC to calculate acid-base equibrium, dissolution rate of alkalinity-producing mineral and oxidizing rate of pyrite of blending material. The rates are governed by decaying equation (1 st - order differential equation) This study result shows that variation in OB-Claystone grain size is not influencing the acidity of leachate water. Blending FA-BJS with OB-CS with minimum ratio of 1,12:1 (by weight) is effective to prevent AMD generation. In other hand, blending of OB-CS with BA BB and BA BJS with minimum ratio of 5,7:1 and 6,9:1 respectively is effective to prevent AMD generation. Acid-base equibrium is met when ratio of mole-transfer between neutralizing mineral (peliclase, aragonite) to acid-generating mineral (pyrite) is 1:1 (by weight). The higher ratio of FA/BA in blending, the lower oxidation and alkalinity-production rate. Rate of oxidation of pyrite and alkalinity-production rate is the same at OB- CS and FA-BJS blending ratio of 1:1,62 (by weight) Keywords: Blending, Coal Combustion Product, (CCP), Acid Mine Drainage (AMD).