Ilustrasi visualisasi material batu bara kokas.
Batu bara kokas, atau sering disebut kokas metalurgi, adalah bahan bakar padat yang dihasilkan dari pemanasan batu bara bituminous (batu bara metalurgi) tanpa kehadiran udara atau oksigen dalam proses yang dikenal sebagai karbonisasi. Proses ini menghilangkan zat volatil seperti gas dan minyak, meninggalkan material hampir murni berbasis karbon dengan struktur yang keras dan berpori. Material inilah yang menjadi tulang punggung industri peleburan logam, terutama dalam produksi besi dan baja.
Konversi batu bara menjadi kokas adalah langkah industri yang membutuhkan teknologi tinggi dan kontrol suhu yang presisi. Batu bara metalurgi yang dipilih memiliki komposisi kimia spesifik; kandungan sulfur dan abu harus rendah agar tidak mencemari produk akhir (besi cair). Pemanasan dilakukan dalam oven kokas pada suhu berkisar antara 1000°C hingga 1300°C selama periode waktu tertentu. Energi panas ini menyebabkan dekomposisi termal (pirolisis) komponen batu bara. Produk sampingan dari proses ini, seperti gas oven kokas dan tar batubara, sangat bernilai dan biasanya dipulihkan untuk digunakan sebagai bahan bakar industri atau bahan baku kimia.
Kualitas kokas diukur berdasarkan kekuatannya (untuk menahan beban di dalam tanur tinggi), porositasnya (untuk memungkinkan aliran gas), dan reaktivitasnya. Kokas yang ideal harus cukup kuat untuk tidak hancur di bawah tekanan tumpukan material di tanur, namun cukup reaktif untuk bereaksi dengan oksida besi, melepaskan karbon monoksida yang bertindak sebagai agen pereduksi utama.
Dalam industri besi, tanur tinggi (blast furnace) adalah jantung operasi, dan batu bara kokas adalah bahan bakarnya. Di dalam tanur, kokas memiliki tiga fungsi utama yang saling terkait. Pertama, ia berfungsi sebagai sumber energi panas untuk melelehkan bijih besi. Kedua, ia berperan sebagai agen pereduksi. Melalui reaksi Boudouard, kokas menghasilkan karbon monoksida (CO), yang bereaksi dengan oksida besi untuk melepaskan logam besi bebas: $\text{Fe}_2\text{O}_3 + 3\text{CO} \rightarrow 2\text{Fe} + 3\text{CO}_2$. Ketiga, kokas bertindak sebagai material pendukung struktural (refraktori) yang menjaga struktur bagian bawah tanur tetap terbuka, memastikan gas panas dapat bersirkulasi secara efisien dari bawah ke atas. Tanpa kokas, proses reduksi bijih besi pada skala industri modern hampir mustahil dilakukan secara efisien.
Meskipun penting secara industri, produksi dan penggunaan batu bara kokas membawa tantangan lingkungan signifikan. Emisi gas rumah kaca, terutama $\text{CO}_2$, dari pembakaran kokas adalah penyumbang besar terhadap jejak karbon industri baja. Selain itu, operasi oven kokas tradisional dapat melepaskan polutan udara berbahaya jika tidak dikelola dengan ketat.
Menanggapi tekanan global untuk dekarbonisasi, industri sedang giat mencari alternatif. Salah satu fokus utama adalah pengembangan teknologi 'biokoks' atau penggantian parsial kokas metalurgi dengan biomassa yang diolah secara termal, atau bahkan eksplorasi penggunaan hidrogen hijau sebagai agen pereduksi utama dalam proses peleburan baja baru (direct reduced iron/DRI). Namun, transisi ini membutuhkan investasi besar dan inovasi material yang mampu meniru kinerja kokas yang sudah teruji selama berabad-abad.
Batu bara kokas adalah komoditas strategis yang menggerakkan fondasi industri manufaktur global, khususnya produksi baja. Meskipun efektivitasnya tidak tertandingi dalam tanur tinggi konvensional, masa depannya akan sangat dipengaruhi oleh kemampuan industri untuk berinovasi dan mengurangi dampak lingkungannya, sejalan dengan tuntutan keberlanjutan global.