BAB I

PENDAHULUAN

A. Latar Belakang

Pengolahan bahan galian merupakan suatu rangkaian kegiatan yang

terdiri dari beberapa tahap, yaitu preparasi, konsentrasi, dewatering dan

operasi tambahan lain yang diperlukan seperti feeding dan sampling.

Pengolahan ini dilakukan secara mekanis dan bertujuan untuk memisahkan

mineral berharga dari zat pengotornya agar menghasilkan produk yang kaya

mineral berharga (konsentrat) dan memiliki kadar tailing yang rendah.

Salah satu tahapan yang sangat penting dalam proses pengolahan

bahan galian adalah preparasi, karena ketepatan reduksi material akan

menentukan tahapan berikutnya (tahap konsentrasi) yang akan

memisahkan mineral berharga dengan zat pengotornya. Pada tahap preparasi

material yang akan diolah direduksi ukurannya melalui proses crushing dan

grinding.

Grinding merupakan tahap penggerusan material yang telah

dihancurkan dari alat-alat crushing dan direduksi dari ukuran 5 – 250 mm

menjadi 10 – 300 μm sesuai dengan kehalusan butir yang diperlukan. Tahap

ini biasanya menggunakan media penggerus berupa silinder baja, bola-bola

baja/ keramik dan batuan keras / natural.

Untuk mencapai kehalusan butir yang sesuai dengan kondisi bijih dan

spesifikasi pengolahan pada tahap berikutnya, maka terdapat berbagai alat

grinding yang dapat digunakan. Alat-alat ini bekerja dengan

menggunakan prinsip tekanan gerusan yang melibatkan gaya-gaya impak,

kompresi, robek, dan abrasi (gesek) yang terjadi dalam suatu silinder berputar

yang berisi bijih yang diolah dengan atau tanpa media grinding.

1

B. Tujuan Penulisan

Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :

1. Mengetahui pengertian, prinsip kerja serta tujuan dilakukan grinding

2. Mengetahui Mekanisme Grinding

3. Mengetahui klasifikasi alat grinding

4. Mengetahui beberapa macam alat grinding, cara kerja alat-alat grinding,

serta bahan galian yang digunakan pada masing-masing alat.

C. Manfaat Penulisan

Manfaat penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:

1. Makalah ini dapat dijadikan sebagai bahan bacaan untuk tema terkait.

2. Menambah pengetahuan tentang grinding dan media yang digunakan.

2

BAB IIPEMBAHASAN

A. Penggerusan/Grinding

Operasi penggerusan merupakan tahap akhir dari operasi pengecilan ukuran bijih atau

kominusi. Pada tahap ini bijih dikecilkan ukurannya sampai pada ukuran pemisahan.

Mekanisme pengecilannya melibatkan gaya-gaya seperti impact, kompresi,

attrition/abrasi dan shear.

Bijih mempunyai ukuran optimum yang ekonomis agar dapat dipisah secara mekanik

dengan memanfaatkan sifat-sifat fisiknya. Ukuran optimumnya tergantung pada ukuran

liberasi dari mineral berharga atau gangue dan ukuran pemisahan yang diperlukan pada

proses berikutnya.

Bijih yang kurang tergerus, akan menghasilkan bijih berukuran kasar dan mineral

berharga tidak terbebaskan dari ikatannya dengan gangue. Hasil konsentrasi tidak

optimum, yang direpresentasikan oleh recovery yang rendah atau kadar yang rendah.

Kurang tergerusnya bijih dapat dilihat dari pemakaian energi yang rendah. Sebaliknya

bila bijih tergerus berlebihan, maka penggerusan  akan menghasilkan ukuran bijih yang

terlalu halus. Hal ini dapat menghasilkan bijih dengan liberasi yang tinggi. Hasil

pemisahan dapat meningkatkan kadar mineral berharga dalam konsentrat, namun

ukuran yang terlalu halus dapat menurunkan recovery. Bijih yang tergerus berlebihan

menyebabkan pemakaian energi yang besar.

Operasi penggerusan, grinding dapat dilakukan secara kering atau basah. Beberapa

kriteria yang digunakan untuk penentuan grinding dilakukan secara kering atau basah

adalah:

1. Pengolahan berikutnya dilakukan secara basah atau kering. Pengolahan

mineral/bijih pada umumnya dilakukan secara basah. Pada umumnya operasi

konsentrasi atau pemisahan mineral dilakukan dengan cara basah. Namun

penggerusan klingker untuk menghasilkan semen selalu cara kering.

2. Penggerusan cara basah memerlukan energi lebih kecil dibanding cara kering.

3

3. Klasifikasi/sizing lebih mudah dan memerlukan ruang yang lebih kecil

dibandingkan cara kering.

4. Lingkungan pada penggerusan cara basah relatife lebih bersih dan tidak

memerlukan peralatan untuk menangkap debu.

5. Penggerusan cara kering mensyaratkan bijih yang betul-betul kering. Sehingga

memerlukan operasi pengeringan terlebih dahulu.

6. Pada penggerusan cara basah, konsumsi media gerus dan bahan pelapis relative

lebih banyak, karena terjadi korosi.

Tujuan dilakukan grinding :

• Untuk melapaskan/membebaskan ikatan antara satu mineral dengan mineral

pengikutnya yang terbentuk bersama2

• Untuk memperkecil ukuran dari mineral berharga yang sudah dibebaskan

• Dalam beberapa pengolahan min logam (min industri), grinding diperlukan

untuk memenuhi kebutuhan pasar

• Dalam hydro metalurgy grinding ditujukan agar mineral berharga dapat kontak

dengan leach/pelarut

B. Mekanisme kerja grinding

Mekanisme kerja dari grinding ini adalah dengan memanfaatkan gaya-gaya yang

bekerja untuk memecah umpan atau material yang terjadi dalam suatu silinder

berputar yang berisi bijih yang diolah dengan atau tanpa media grinding. Gaya

tersebut antara lain :

a. Impak atau penekanan, dimana gaya diberikan hampir ke seluruh

permukaan partikel.

b. Chipping, dimana gaya memiliki sudut tertentu.

c. Abrasi (gesek), dimana gaya paralel terhadap permukaan partikel.

4

Gambar 1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Proses Grinding. a) impak (compression), b) chipping, c) abrasion

C. Media Grinding

Media grinding adalah media yang digunakan dalam proses penggerusan bahan

galian dalam proses comminution. Media yang digunakan memiliki kekerasan

tertentu tergantung kepada bahan galian yang akan direduksi ukurannya. Media

grinding antara lain:

a. Media Bola Baja

1) Ball mill; media bola baja.

2) Tube mill; mirip dengan ball mill.

b. Media Batangan silinder baja : Rod mill

c. Batuan keras : Pebble Mill

d. Tanpa Media Grinding

1) Autogenous mill

2) Tower Mill

D. Alat-Alat Grinding

1. Ball Mill

Ball Mill menggunakan media gerus berbentuk bola yang terbuat dari baja. Diameter

media gerus bervariasi mulai dari 25 sampai 150 centimeter. Panjang mill, L dan

diameternya , D, relative sama, L = D. Proses penghaluskan terjadi karena mesin

grinding yang berputar sehingga ball di dalamnya ikut menggelinding, menggerus dan

menggiling seluruh material di dalam grinding sampai halus. Jika kecepatan putaran

terlalu cepat maka bola – bola yang ada di dalam mesin grinding akan menempel pada

5

tabung dan hasil yang dihasilkan tidak akan bagus jadi pengaturan harus disesuaikan

untuk hasil yang maksimum.

Mesin ball mill adalah salah satu jenis mesin penggiling yang digunakan untuk

menggiling suatu bahan material menjadi bubuk yang sangat halus. Mesin ini biasanya

digunakan dalam proses pembuatan cat, keramik, semen, kembang api, batu bara,

pigmen, felspar untuk tembikar, dan serbuk laser untuk mesin cetak 3D.

Berdasarkan cara pengeluaran produknya, atau discharge,  ball mil ldibedakan

menjadi overflow mill dan grate discharge mill.

Pada overflow mill, produk hasil penggerusan keluar dengan sendirinya pada

ujung satunya, ujung pengeluaran.

Sedangkan pada grate discharge mill, produk keluar melalui saringan yang

dipasang pada ujung pengeluaran. Produk dapat keluar dengan bebas,

permukaan dalam mill rendah, lebih rendah dari overflow. Hal ini dapat

menghindari terjadinya overgrinding.

Gambar 2.  Skematika Ball Mill

Gambar 3. Ball Mill

6

Air yang digunakan pada ball mill akan membentuk kekentalan tertentu, sehingga pulp

dapat melekat dan meyelimuti bola dan liner. Pulp harus relative encer agar pulp dapat

bergerak dengan leluasa di dalam mill. Ball mill biasanya beroperasi dengan 70 – 80

persen solid, padatan. Adapun keuntungan memakai mesin ball mill dalam proses

produksi antara lain :

1. Biaya instalasi rendah

2. Energi listrik yang diperlukan relatif rendah

3. Sangat cocok digunakan untuk produksi yang beroperasi secara terus menerus

4. Bisa digunakan untuk segala jenis material dengan kepadatan tinggi

5. Cocok digunakan sebagai mesin penggiling di daerah terbuka

2. Tube Mill

Prinsipnya sama dengan ball mill, perbedaanya hanya panjangnya antara 2 kali

diameternya, grinding media menggunakan bola- bola baja. Selain itu, tube mill

memiliki 2 kompartmen, sehingga ukuran produk yang dihasilkan lebih halus

dibandingkan ball mill yaitu <45 μm.

Gambar 4. Tube Mill

Tube Mill adalah peralatan utama untuk memproduksi semen dan penggilingan bahan

baku, klinker, batubara, batu kapur dan bahan campuran lainnya.

3. Rod Mill

Rod Mill menggunakan media gerus berbentuk batang selinder/batang besi sebagai

penganti bola baja yang panjangnya hampir sama dengan panjang mill. Media gerus

7

biasanya terbuat dari baja dan disusun sejajar dalam mill. Dimensi Panjang L jauh lebih

besar daripada diameter D ( L > D), biasanya panjang mill 1,5 sampai 2,5 kali

diameternya.

Digunakan untuk memproduksi agregat halus (pasir) di agregat beton manufaktur

langkah, untuk memproduksi kokas, serta untuk grinding utama bijih besi.

Rod mill diklasifikasikan berdasarkan cara mengeluarkan produknya.

Overflow mill, umpan masuk dari salah satu ujung mill, dan keluar dari ujung

lainnya secara overflow. Overflow mill paling banyak digunakan pada

penggerusan cara basah.

Gambar 5 . Skematika Rod Mill, Overflow Mill

Centre peripheral discharge mill, umpan masuk pada kedua ujung mill, dan

produk keluar dari bagian tengan shell. Penggerusan dapat dengan cara basah

maupun cara kering. Mill ini menghasilkan produk yang relative kasar.

Gambar 6. Skematika Rod Mill, Centre Peripheral Discharge Mill

8

End peripheral discharge mill, umpan masuk pada salah satu ujung mill, dan

produk keluar dari ujung yang lainnya melalui shell. Mill ini biasanya digunakan

untuk penggerusan cara kering.

Gambar 7. Skematika Rod Mill, End Peripheral Discharge Mill

Pada cara basah air berfungsi sebagai alat transportasi untuk membawa bijih yang sudah

berukuran halus ke tempat yang sesuai dengan ukurannya. Bijih yang sudah halus akan

terdorong air ke arah pengeluaran. Rod mill umumnya beroperasi dengan 30 – 35 persen

solid, padatan.

Gambar 8. Batang-batang baja penggerus dalam silinder Rod Mill

9

Gambar 9. Rod Mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja

4. Pebble Mill

Pebble Mill merupakan media gerus menggunakan bola keramik atau batuan yang

sangat keras. Mill ini memiliki Dimensi panjang mill L relative sama dengan

diameter mill D, L = D. Cara kerja sama dengan ball mill, perbedaannya yaitu pada

media penggerusnya.

10

Gambar 10. Pebble Mill

5. Autogeneous Mill

Pada Autogeneous Mill media gerus menggunakan bijih itu sendiri. Dimensi

panjang mill L relative lebih kecil daripada diameter mill-nya, L < D.  Pada mill ini

bijih akan menggerus bijih. Penggerusan dilakukan terhadap bijih yang datang dari

tambang atau bisa dari keluaran operasi peremukan tahap pertama. Penggerusan dapat

dengan cara basah atau kering, dan mekanisme penggerusannya sama dengan ball mill.

Autogeneous Mill dapat dilakukan dengan atau dalam ball mill, cascade mill atau

aerofall mill. Cascade mill berupa mill yang memiliki diameter 3 sampai empat kali

panjang mill. Sedangkan aerofall seperti cascade, namun pada liner dipasang sekat yang

dapat membawa bijih ke tempat yang lebih tinggi.

Autogeneous seluruhnya, bijih dari tambang dapat masuk langsung ke dalam

mill. Seluruh muatan mill adalah bijih dari tambang dan saling gerus.

Autogeneous sebagian, muatan mill berupa bongkah-bongkah besar bijih

dicampur dengan bijih yang telah diremuk dengan alat lain. Pada mill ini

bongkah-bongkah besar bertindak sebagai media gerus.

Semi Autogeneous, bijih dari tambang dicampur dengan media gerus, bola baja

pejal. Jadi isi mill adalah bijih dari tambang langsung masuk mill dan tercampur

dengan media gerus yang sudah ada dalam mill.

11

Gambar 11. Autogenous Mill

Autogenous dan semi-autogenous pabrik dirancang untuk grinding atau bijih hancur

primer, dan yang paling banyak digunakan dalam konsentrator global. Beberapa

keuntungan Autogenous adalah :

1. Modal kecil

2. Dapat dipakai dalam keadaan basah

3. Tenaga kerja sedikit

4. Biaya grinding media lebih kecil

Pabrik SAG terutama digunakan di tambang emas, tembaga dan platina. Selain itu,

diaplikasikan dalam industri timah, seng, perak, alumina dan nikel.

6. Tower Mill

Tower mill digunakan untuk operasi penggerusan yang sangat halus, ruang

dimana terjadi pengerusan / grinding bentuknya vertikal dan bagian dalamnya

dilengkapi dengan alat yang melingkar berbentuk spiral dari atas ke bawah yang

dapat memberikan gerakan melingkar terhadap grinding media yang turun ke bawah.

Umpan beserta air dimasukkan dari bagian atas kemudian batuan mineral

menggelundung kebawah diatas pelat yang melingkar. Prinsip kerja dari tower mill

adalah dengan memberikan tekanan pada batuan yang ada di dalamnya. Saat alat yang

berbentuk spiral yang berada didalam tower mill berputar maka batuan akan jatuh

kebawah dan akan mendesak batuan sampai batuan tersebut hancur.

12

Penggunaan tower mill dapat diterapkan secara luas untuk berbagai bijih (termasuk bijih

emas, bijih perak, bijih tembaga, bijih nikel, bijih mangan, bijih besi, seng & ore) dan

ultrafine grinding partikel padat.

Gambar 12. Tower Mill

Beberapa keuntungan tower mill :

1) Membutuhkan area yang kecil

2) Tidak berisik

3) Efisien dalam pemakain energi

4) Rendah modal dan biaya operasi

13

BAB IIIPENUTUP

Berdasarkan pembahasan pada bab sebelumnya, dapat

disimpulkan beberapa hal:

1. Operasi penggerusan merupakan tahap akhir dari operasi pengecilan ukuran

bijih atau kominusi. Pada tahap ini bijih dikecilkan ukurannya sampai pada

ukuran pemisahan. Mekanisme pengecilannya melibatkan gaya-gaya seperti

impact, kompresi, attrition/abrasi dan shear.

2. Mekanisme kerja grinding adalah dengan memanfaatkan gaya-gaya impak

(penekanan), chipping, dan abrasi (gesek).

3. Media grinding terbagi menjadi 4 jenis yaitu :

1) Media bola baja

2) Media silinder besi/baja

3) Media batuan/keramik keras

4) Tanpa media

4. Jenis-jenis alat grinding yaitu :

1) Ball Mill

2) Tube Mill

3) Rod Mill

4) Pebble Mill

5) Autogeneous Mill

6) Tower Mill

14

DAFTAR PUSTAKA

Afif Husnul Fadhillah. 2008. Studi Pra-Feasibilitas Desain Sirkuit

Benefisiasi Logam Tanah Jarang Berbasis Pasir Monazite. Skripsi

Universitas Indonesia

Nurhakim. 2007. Bahan Galian Industri untuk Teknik Kimia. Banjarbaru:

Universitas Lambung Mangkurat Press

15