Ilustrasi proses sederhana konversi batu bara menjadi kokas.
Kokas batu bara adalah salah satu komoditas industri yang sangat vital, terutama dalam sektor metalurgi. Produk ini bukan sekadar batu bara yang dibakar, melainkan hasil dari proses termokimia yang kompleks yang mengubah sifat fisik dan kimia dari bahan baku utamanya, yaitu batu bara metalurgi (coking coal).
Secara definisi, kokas adalah material padat, hitam, berpori, dan memiliki kandungan karbon yang sangat tinggi, yang diperoleh melalui proses pemanasan batu bara tanpa adanya oksigen (atau sangat minim oksigen) pada suhu tinggi, umumnya berkisar antara 900°C hingga 1200°C. Proses ini dikenal sebagai pirolisis atau karbonisasi.
Batu bara biasa mengandung banyak zat volatil seperti tar, minyak, dan gas. Ketika batu bara dipanaskan dalam kondisi anaerobik (tanpa udara) di dalam oven kokas (coke oven), zat-zat volatil ini akan menguap dan meninggalkan matriks karbon yang padat dan kuat. Hasil akhirnya adalah kokas yang jauh lebih keras, lebih tahan panas, dan memiliki nilai kalori yang lebih tinggi dibandingkan batu bara mentah.
Pembuatan kokas adalah langkah krusial yang menentukan kualitas produk akhir. Proses ini berlangsung di dalam baterai oven kokas. Batu bara metalurgi digiling hingga ukuran tertentu kemudian dimasukkan ke dalam oven.
Selama pemanasan intensif tersebut, beberapa tahap reaksi terjadi:
Waktu pemanggangan sangat bervariasi, mulai dari 16 hingga 20 jam, tergantung pada jenis batu bara dan spesifikasi kokas yang diinginkan. Gas dan cairan yang dihasilkan selama proses ini biasanya dikumpulkan dan diolah lebih lanjut menjadi produk sampingan industri kimia yang berharga.
Fungsi utama dari kokas batu bara adalah sebagai reduktor dan sumber panas dalam produksi logam primer, terutama besi. Peran ini tidak dapat digantikan oleh bahan bakar lain dalam skala industri besar.
Dalam pembuatan besi dari bijih besi (hematit), kokas memiliki dua fungsi utama:
Struktur kokas yang kuat memungkinkan ia berfungsi sebagai media pendukung beban di dalam tanur tinggi, menjaga permeabilitas gas agar proses reduksi berjalan efisien. Sifatnya yang berpori membantu distribusi gas panas secara merata.
Meskipun sering dikaitkan, kokas berbeda dari batu bara antrasit. Antrasit adalah jenis batu bara peringkat tertinggi yang terbentuk secara alami melalui tekanan geologis. Sementara itu, kokas adalah produk buatan manusia melalui proses karbonisasi terkontrol. Kokas memiliki porositas yang lebih tinggi dan biasanya lebih reaktif dibandingkan antrasit yang sudah terkonsentrasi karbonnya secara alami.
Industri kokas menghadapi pengawasan lingkungan yang ketat karena proses pembuatannya menghasilkan emisi gas rumah kaca, termasuk CO₂, serta polutan lain seperti sulfur dioksida dan senyawa organik volatil. Oleh karena itu, teknologi modern terus dikembangkan untuk meningkatkan efisiensi energi, menangkap emisi, dan memanfaatkan produk sampingan secara maksimal demi mengurangi jejak karbon industri ini.
Secara keseluruhan, kokas batu bara tetap menjadi tulang punggung industri baja global, memungkinkan produksi material dasar yang penting bagi infrastruktur dan manufaktur modern.