Perpustakaan Digital ITB

Char adalah salah satu produk hilirisasi batubara yang sangat versatile karena pemanfaatan produk turunannya banyak digunakan pada berbagai sektor industri, salah satunya adalah karbon aktif. Karbon aktif yang digunakan dalam tahapan recovery emas umumnya berbentuk granul, memiliki luas permukaan sekitar 1000 m2/g dan kekerasan ball-pan minimal 99%. Sifat-sifat tersebut, umumnya dapat ditemukan pada karbon aktif berbahan baku batok kelapa, sedangkan yang berbahan baku batubara umumnya sulit menghasilkan kekerasan ball-pan yang cukup. Batubara mengokas, dengan sifat plastisnya, dapat menjadi opsi bahan baku pembuatan karbon aktif dengan kekerasan ball-pan yang cukup. Namun, batubara tersebut akan mengalami softening dan resolidifikasi apabila dikarbonisasi pada temperatur >500°C, yang akan menghasilkan struktur char yang padat dengan pori-pori tertutup. Oleh karena itu, perlu dipelajari pengaruh fluiditas batubara terhadap kekerasan ball-pan dan luas permukaan dari karbon aktif yang dihasilkan. Pada penelitian ini, sampel batubara semi-soft coking (SSC) diberi perlakuan oksidasi untuk memvariasikan fluiditasnya, untuk selanjutnya dikarbonisasi. Analisis komposisi dan karakteristik dilakukan terhadap sampel batubara teroksidasi dan char. Batubara SSC asal Kalimantan Timur, yang selanjutnya disebut sampel RAW, dipanaskan dengan laju pemanasan 5°C/menit dalam atmosfer nitrogen menggunakan muffle furnace dari temperatur ruang ke temperatur 160°C, 230°C atau 300°C, kemudian dioksidasi dengan mengalirkan udara ke dalam furnace dengan laju 5 liter/menit, selama 15 menit. Batubara hasil oksidasi pada temperatur 160°C, 230°C dan 300°C selanjutnya disebut sampel O160, O230 dan O300, secara berurutan. Sampel RAW, O160, O230 dan O300 kemudian dikarbonisasi pada temperatur 650°C, dengan laju pemanasan 10°C/menit, waktu tahan 2 jam dan laju alir nitrogen sebesar 1 liter/menit. Char hasil karbonisasi sampel RAW, O160, O230 dan O300 selanjutnya disebut C-RAW, C-O160, C-O230 dan C-O300, secara berurutan. Sampel batubara, batubara teroksidasi, dan char dikarakterisasi komposisi dan gugus fungsinya menggunakan analisis proksimat dan uji Fourier-Transform Infrared (FTIR) Spectroscopy; kekerasannya menggunakan uji kekerasan ball-pan; dan dianalisis sifat permukaannya dengan Brunauer- Emmett-Teller (BET). Selama perlakuan oksidasi, proporsi zat terbang (daf) tidak mengalami perubahan, namun terjadi pelepasan gugus fungsi hidrokarbon alifatik dan pembentukan gugus fungsi karbonil. Perubahan yang terjadi pada kedua gugus fungsi tersebut semakin intensif pada peningkatan temperatur oksidasi dari 160°C ke 300°C. Setelah dikarbonisasi, kadar zat terbang (daf) sampel char mengalami penurunan persentase sebesar 14,5% – 17,5% dibanding dalam batubara teroksidasi respektifnya. Selama karbonisasi, terjadi pemecahan gugus fungsi hidroksil, aromatisasi gugus fungsi karbonil, serta kondensasi gugus fungsi aromatik yang telah ada. Kadar karbon tertambat (daf) dalam sampel char mengalami peningkatan yang relatif terhadap jumlah zat terbang yang dilepaskan. Berdasarkan hasil uji kekerasan ball-pan, sampel RAW dan O300 mengalami penurunan kekerasan setelah dikarbonisasi sebesar 3,3% dan 15,4%, secara berurutan, sedangkan sampel O160 dan O230 mengalami peningkatan kekerasan setelah dikarbonisasi sebesar 13,3% dan 8,9%, secara berurutan. Berdasarkan hasil uji sifat permukaan BET, sampel RAW, O160, O230 dan O300 memiliki luas permukaan sebesar 18,10 m2/g, 10,92 m2/g, 7,385 m2/g dan 13,93 m2/g, secara berurutan. Luas permukaan pada sampel C-RAW, CO160, C-O230 dan C-O300 mengalami peningkatan menjadi 49,01 m2/g, 39,37 m2/g, 34,88 m2/g dan 39,06 m2/g, secara berurutan, dimana karbonisasi mendukung pembentukan mesopore dalam sampel char, sedangkan jumlah micropore yang terbentuk mengalami penurunan seiring meningkatnya jumlah mesopore.