Prinsip dari Aliran Slurry

Untuk kasus ini, dimana partikel lebih padat daripada cairan ini dilakukan, gravitasi akan menimbulkan pengendapan partikel dan partikel yang telah menetap akan didukung oleh kontak granular. Ada juga beberapa jenis partikel yang signifikan hanya untuk partikel kecil. Untuk partikel yang lebih besar, gaya angkat hidrolik mungkin  lebih signifikan dimana hal ini dihasilkan oleh kecepatan gradient yang kuat dan rotasi partikel juga. Jika aliran turbulen ini sedang bekerja maka difusi tubulen yang bertindak berfungsi untuk meratakan perbedaan dalam konsentrasi padat.

Ada dua prinsip aliran slurry yaitu antara lain:

a.       Homogeneous flow

Aliran ini memiliki partikel solid non settling (dimana memiliki partikel halus dengan ukuran <40 berat="berat" dalam="dalam" dan="dan" ketika="ketika" konsentrasi="konsentrasi" m="m" solid="solid" terdapat="terdapat" tinggi="tinggi">40% Cw) dapat menjadi non Newtonian fluid.

1)      Newtonian homogeneous flow

Analisa frction loss menyerupai fluida single phase:

I_ho =   (gradient friction loss) ……………………(1)

2)      Non-Newtonian Homogeneous flow

Analisa friction loss tergantung dari jenis fluida non-Newtonian.

b.      Heterogeneous flow

Aliran ini dimana partikelnya solid settling (dimana jenis partikelnya kasar dan memiliki ukuran partikel >40 µm). dan terdapat gradient konsentrasi partikel solid dalam aliran papa pipa horizontal. Dimana terdapat kecepatan minimum agar tidak terjadi pengendapan (deposition velocity) :

V_D = V₃ = F_L ( 2gD₁ )^1/2  ……………….……………(2)

Gradient friction loss

I_hei K x i_L C_Vi [  ( ]^3/2 + i_L………..……....(3)

Keterangan :

K  = Koefisien Eksperimental

F_L = Durand factor

sumber : Wilson, K, C., Addie, G, R., Clift, R. 1992. “ Slurry Transport using Centrifugal Pumps”. London and New York

. Slurry

Menurut Son (1998); Coal water slurry (CWS) atau biasa disebut slurry batubara yaitu menyangkut interaksi antara tiga pase yang berbeda; solid (partikel batubara) liquid (air dan additives) dan gas (udara dan uap). Kedua-duanya interfacial dan property rheologi merupakan aturan penting yang berperan dalam menentukan karakter atom pada slurry. Pengukuran rheologi menunjukkan bahwa viskositas slurry secara umum meningkat  dengan berkurangnya ukuran utama partikel. Ketika pengaruh partikel batubara sudah di uraikan  dengan penambahan  additivies, adsoption atau bentuk lapisan salvation pada permukaannya dan akan meningkatkan efektifitas volumenya. Peningkatan efektifitas volume yaitu terutama untuk partikel yang lebih kecil karena total permukaanya lebih besar. Peningkatan efektivitas volume yaitu kelengkapan  untuk peningkatan viskositas slurry dengan berkurangnya ukuran partikel utama.

Tegangan permukaan pada sebuah campuran slurry itu lebih besar dibandingkan dengan liquid (air) karena sudah meningkatnya area permukaan pengaruh dari partikel solid. Peningkatan dari air biasa akan menjadi lebih berat untuk kandungan partikel slurry yang lebih kecil karena total area permukaan menjadi lebih besar. Atom-atom slurry dan properti rheologi sangat signifikan tergantung pada ukuran partikel batubara. Meskipun itu penting, tidak ada korelasi antara ukuran partikel dan karakter atom slurry hal itu sudah dipublikasikan.

Menurut Palmer (1977) dalam USGS report menjelaskan rentang antara 40 samapi 50 persen kandungan solid pipe cost menurun lebih cepat dibadingkan dengan peningkatan biaya pemakaian energy dan hasil yang didapatkan total biaya menurun. Kadungan di atas 50 persen konsentrasi  solid biaya pemakian energy meningkat lebih cepat dibandingkan dengan pipe cost dan total cost meningkat. Perlu dicatat bahwa total cost minimum transportasi pada kandungan 52 persen batubara, agak dekat dengan rasio 50 persen batubara.

perhitungan debit sungai untuk kebutuhan transportasi slurry

Data debit sungai :

Ø  Kerja pompa 24 jam

Ø  Air yang dibutuhkan sebanyak : 21.180,55 m³ (sesuai dengan jumlah batubara yang akan di transportasi dengan perbandingan 50% solid : 50% liquid)

Ø  Kapasitas pompa :

=  jumlah batubara yang akan di transportasi / kerja pompa

= 882.52 m³/hari

Ø  Effisiensi kerja 80% untuk pompa

= kapasitas pompa x 0,8

= 882.52 m³/hari x 0,8

= 706,016 m³/hari

Sehingga mencari pompa yang mampu dapat menyupplay air lebih besar dari 706,016 m³/ hari. Selain mencari pompa yang mampu menyupplay air lebih dari 706,016 m³/ hari, kita juga harus merancang air sungai yang digunakan untuk penyupplaian. Dalam hal ini air yang digunakan adalah air sungai dan memanfaatkan sungai yang terdapat dan terdekat dari tambang. Sungai itu adalah sungai enim, dimana sungai mempunyai debit sungai sekitar 984,7833 m³/jam(asumsi) dan memiliki panjang lebih dari 34 KM (asumsi).

Ø  Jumlah debit sungai : 984,7833 m³/jam

Ø  Panjang sungai = 100 meter

Ø  Lebar sungai = 30 meter

Ø  Kedalaman sungai = 4,88 meter

Ø  Volume sungai

Kita asumsikan sungai berbentuk persegi panjang.

Volume Sungai    = panjang x Lebar x Tinggi

                             = 100 m x 30 m x 4,88 m

                             = 14640 m³/100 meter

Jadi volume sungai untuk per 100 meter adalah 14640  m³ dan memiliki debit sungai sekitar 984,7833 m³/jam.

perhitungan produksi batubara slurry

Ø  Produksi PT. Bukit asam untuk Pit Tambang Air Laya (TAL) adalah 5.800.000 ton/tahun.

Ø  Produksi PT. Bukit asam untuk Pit Non Air Laya NAL adalah     9.450.000 ton/tahun

Untuk transportasi slurry batubara melalui pipa yaitu 50 % solid dan 50 % water. Dengan persentase 1 : 1 maka kita dapat memtransportasikan slurry batubara dari PT. Bukit Asam (persero) Tbk ke tanjung api-api yang memiliki jarak 270 KM.

·         Dari jumlah produksi PT. Bukit Asam (persero) Tbk pertahun adalah :

= Jumlah Produksi pertahun di TAL + Jumlah produksi pertahun di NAL

= 5.800.000 ton/tahun  + 9.450.000 ton/tahun

= 15.250.000 ton/tahun

·         Untuk produksi 1 bulan adalah :

= jumlah produksi pertahun/ 12 bulan

= 1.270.833.3 ton/bulan

·         Untuk produksi 1 hari adalah :

= jumlah produksi perbulan/ 24 bulan

= 42.361,11 ton/hari

Setelah mendapatkan hasil produksi perhari dari PT. Bukit asam (persero) Tbk maka baru kita kalikan untuk persen solid 50% utnuk pencampuran slurry batubara.

Untuk Persen pencampuran batubara yang ideal antara solid dan water adalah 50% solid dan 50% water. Persen 1:1 itu digunakan pada fine batubara (batubara halus). Dimana 1:1 itu sedah mampu mentransportasi batubara dari PT. Bukit Asam (persero) Tbk ke tanjung api-api yang memiliki jarak 270 KM.

Jadi untuk jumlah batubara yang di transportasi dari PT. Bukit Asam (persero) Tbk ke tanjung api-api dengan persen solid 50% dan 50% water adalah:

Jumlah batubara yang di transportasi = jumlah produksi x persen solid

= 42.361,11 ton x 50 %

= 21.180,55 ton