Karakterisasi Sifat Dielektrik Batu Bara Dengan Variasi Kadar Sulfur Menggunakan Sensor Kapasitif

    Nia Kurnia, BS Thesis, T. Metalurgi, University of Sultan Ageng Tirtayasa, September 2014

    ABSTRAK: Studi tentang pengaruh air terhadap karakteristik sifat dielektrik batu bara telah dilakukan, namun belum ada pengembangan lebih lanjut tentang pengaruh kadar sulfur dalam batu bara. Terdapat tiga bentuk sulfur pada batu bara: yaitu pirit (FeS2), sulfur organik, dan sulfat [ASTM D-2492]. Kadar sulfur dalambatubarasebagianbesarmerupakansenyawapirit (~50%) [Ibrahim, 2008]. Batu bara memiliki permitivitas relatif 4-5 [Conyers, 2013] dan pirit 33,7-81 [Joseph, 1998]. Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengetahui frekuensi pengukuran kapasitansi maksimal batu bara dan pirit, dan untuk mengetahui pengaruh kadar sulfur terhadap konstanta dielektrik batu bara. Penelitian ini menggunakan batu bara sub-bituminus ukuran –60# yang telah dikeringkan (pemanasan berdasarkan ASTM D3173) dan pirit ukuran –60#. Batu bara dan pirit dicampurkan dengan komposisi 0, 1, 3, 5, 7, 9, 100 % volume pirit kemudian diukur kapasitansi dengan menggunakan alat LCR meter dengan scan frekuensi 0,5 – 5 MHz sebanyak 20 titik dan DAS 2-Channel frekuensi 2,5 MHz. Setiap material memiliki respon dielektrik terhadap frekuensi [Smallman, 2000]. Kapasitansi depengaruhi oleh konstanta dielektrik dan konstanta dielektrik dipengaruhi oleh mekanisme kepolaran. Dari pengukuran LCR meter diperoleh frekuensi pengukuran kapasitansi maksimal pirit pada 2,8 MHz, frekuensi pengukuran kapasitansi maksimal batu bara pada 3,1 MHz dan dari pengukuran DAS 2-Channel diperoleh hubungan kadar pirit dengan batu bara tidak linier, namun pada kadar yang rendah (<20% volume) terbentuk hubungan linier. Hubungan linier antara batu bara dan pirit dari pengukuran menggunakan DAS 2-Channel sesuai dengan teori pemodelan logarithmic mixing rule dan Maxwell’s model. Persamaan hubungan kadar pirit (% v/v) terhadap konstanta dielektrik normalisasi untuk hasil pengukuran DAS 2-Channel adalah y = 4,22E-3x + 0,179 dengan R2 = 0,990, Maxwell’s model adalah y = 4,32E-3x + 0,177 dengan R2 = 0,999, dan logarithmic mixing rule adalah y = 4,02E-3 + 0,177 dengan R2 = 0,999.

    KATA KUNCI: Batu bara, Sulfur, Pirit, Konstanta dielektrik, Frekuensi, DAS 2-Channel, LCR meter, Logarithmic Mixing Rule, dan Maxwell’s Model