6

BAB IPENDAHULUAN

Mineral yang berharga (konsentrat) dan tidak berharga (tailing) dipisahkan dengan menggunakan proses konsentrasi. Pemisahannya dibedakan menurut ukuran bijih atau umpan yang bervariasi. Dan ada 3 faktor yang perlu diperhatikan pada proses ini, yaitu sifat-sifat mineral, karakteristik alat pemisah, persyaratan tingkat produksi, dan recovery. Mineral dapat dipisahkan berdasarkan sifat fisik dan kimiawinya. Kalau pemisahan berdasarkan sifat fisik dapat dilakukan dengan cara mengamati kilap, kemagnetan, tingkat radiasi, konduktivitas, dan warna. Menurut Kelly (1982), konsentrasi terdiri dari beberapa bagian-bagian yang terpenting yaitu ore sorting, dense medium separation, gravity concentration, magnetic separation, electrostatic separation, dan floatation. Guna dari proses konsentrasi ini ialah memperoleh kadar mineral berharga yang setinggi-tingginya. Bila dimungkinkan, proses konsentrasi ini harus memperkecil ukuran partikel bijih sampai diperoleh derajat liberasi. Sebab ukuran partikel bijih menentukan efisiensi dari semua proses pemisahan nantinya. Apabila lebih dari satu proses diperlukan maka untuk memilihnya harus berdasarkan nilai ekonomis. Ukuran bijih yang telah mencapai derajat liberasi sangat berpengaruh pada pemilihan proses konsentrasi. Sejak zaman dahulu, metode pemisahan secara manual oleh manusia dan gravity concentration telah dilakukan. Seiring perkembangan zaman, muncul proses yang lebih canggih seperti magnetic dan electrostatic separation. Perkembangan proses konsentrasi mencapai puncaknya saat proses floatation dikenalkan. Proses ini menghasilkan konsentrasi yang tinggi dari bijih yang memiliki banyak komposisi mineral dan pengotor sehingga sangat efisien dan menguntungkan. Namun pada kesempatan ini saya tidak membahas tentang floatation. Kali ini saya akan memaparkan salah satu bagian dari konsentrasi yang memiliki istilah electrostatic separation karena proses ini merupakan perkembangan dari proses sebelumnya yaitu magnetic separation. Dan sangat perlu bagi kita untuk mempelajari proses ini. Semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi para pembaca. Terimakasih. BAB IITINJAUAN PUSTAKA

Electrostatic separation, jika melihat kata ini maka dipikiran kita pasti akan terlintas tentang pemisahan partikel mineral dengan menggunakan listrik statis. Memang benar adanya, tetapi perlu diketahui bahwa cara pemisahan mineral ini tidak hanya menggunakan listrik statis sebagai faktor pemisahannya tetapi menggunakan listrik dinamis pula. Dengan memanfaatkan sifat menghantarkan listrik yang ada dalam bahan, proses ini dijalankan. Apabila ada material yang mudah menghantarkan listrik dan tidak, maka proses ini bisa membedakan keduanya. Material yang mudah menghantarkan listrik mempunyai sifat gampang menerima dan melepas ion negatif. Berbeda dengan bahan yang tidak menghantarkan listrik yang sulit menerima atau melepas ion negatif.Proses ini dijalankan dalam keadaan dry (kering) sehingga ada saja hambatan yang mengganggu, contohnya debu. Ada berbagai cara yang digunakan pada proses ini yaitu ion bombardment (penembakan ion), mengontak dua partikel bermuatan berbeda, induksi, dan beam (penarikan muatan positif). Hasil pengolahan terbagi menjadi material konduktor (konsentrat) dan non-konduktor (tailing). Terkadang ada bahan yang tidak termasuk pada kedua hasil tersebut yakni middling. Middling timbul saat rotor berputar terlalu cepat dan terhalangnya material konduktor oleh material non-konduktor sehingga ada material yang jatuh akibat gaya berat dan tidak sempat menerima elektron. Selain itu juga karena material tidak memindahkan elektron ke rotor saat telah menerima elektron dari medan listrik diakibatkan banyaknya lapisan pada saat pengumpanan. Parameter yang mempengaruhi lancarnya proses pemisahan pada electrostatic separation ialah gaya berat partikel, kelembaban partikel, derajat liberasi partikel, laju umpan, posisi splitter (pembagi antara konsentrat dan tailing), kekuatan tegangan, dan laju kecepatan berputar rotor. Laju kecepatan rotor tergantung kepada besarnya diameter material, jari-jari rotor, dan berat jenis material. Apabila ketiga faktor tersebut semakin kecil maka kecepatan rotor bisa semakin tinggi. Begitupula sebaliknya apabila ketiganya semakin besar maka kecepatan rotor lebih baik tidak terlalu tinggi. Karena gaya listrik yang keluar saat partikel yang melewatinya besar akan kecil sedangkan gaya listrik akan besar apabila partikel yang melewatinya dalam bentuk halus atau kecil.

2.1 Sifat Kelistrikan BahanListrik merupakan kondisi dari elektron dan proton yang merupakan bagian dari atom yang menyebabkan adanya penarikan dan penolakan gaya pada atom. Listrik ditimbulkan akibat adanya muatan listrik. Muatan listrik ialah muatan dasar yang dimiliki suatu material yang membuat material itu mengalami gaya apabila didekatkan pada bahan lain yang juga punya muatan listrik. Sifat kelistrikan pada suatu benda atau bahan atau material terbagi menjadi 3, antara lain:

a) Isolator adalah sifat dari suatu bahan yang dapat menghambat arus listrik apabila dihubungkan dengan sumber tegangan sebab seluruh lintasan atau kulit elektronnya memiliki ikatan yang kuat dengan inti atomnya. Oleh karena itu, bahan isolator tidak memiliki pasangan elektron bebas sehingga walau diberikan tegangan listrik, tidak mungkin elektron-elektronnya bergerak menciptakan arus listrik. Contoh bahannya yaitu kayu, silika, gelas, dll.b) Konduktor merupakan bahan yang memiliki sifat mudah menghantarkan arus listrik apabila diberi sumber tegangan dikarenakan banyaknya PEB pada atom-atom material tersebut. Contoh material yang memiliki sifat ini yaitu emas, tembaga, perak, ilmenit, galena, dan besi.c) Semi-konduktor yaitu suatu material yang pada saat tertentu bisa menghantarkan listrik atau tidak sesuai dengan suhu bahan tersebut. Dalam temperatur rendah atau kecil, seluruh kulit elektron terisi semuanya oleh elektron dan pada temperatur tinggi terdapat ikatan yang terpisah akibatnya muncul PEB.Contohnya antara lain silikon, galium arsenida, dll.

2.2 Electrostatic SeparatorAlat pemisah pada proses electrostatic separation disebut juga electrostatic separator. Hal yang mendasarkan terciptanya alat pemisah ini yaitu sifat konduktivitas (menghantarkan) listrik atau perbedaan muatan elektrostatik dari mineral yang akan diproses. Alat ini populer setelah terciptanya magnetic separator dan digunakan pertama kali pada tahun 1800-an. Proses pemisahan elektrostatik digunakan untuk material yang jumlahnya tidak banyak namun menghasilkan banyak konsentrat. Jika alat ini dikombinasikan penggunaannya dengan gravity dan magnetic separator maka dapat diperoleh material non sulfida. Gravity separator digunakan untuk membuang silika dan menghasilkan konsentrat dalam jumlah yang banyak. Sedangkan kombinasi antara magnetic dan electrostatic separator digunakan untuk memisahkan mineral berharga yang tersisa.Mekanisme kerja alat ini adalah umpan yang bersifat konduktor ketika melewati medan listrik akan terinduksi dan jatuh dari roll atau rotor yang bermuatan positif (terhubung ke tanah/ bumi) karena terlepasnya elektron dari mineral tersebut sehingga partikel akan bermuatan positif dan saling tolak-menolak dengan rotor sebaliknya yang non-konduktor tetap akan menempel pada rotor karena sulitnya melepas elektron pada saat terinduksi oleh medan listrik sehingga partikel akan bermuatan negatif dan saling tarik menarik dengan rotor yang bermuatan positif. Electrostatic separator dikelompokkan menjadi 2, yaitu:

2.2.1 Electro Static SeparatorAlat yang satu ini merupakan yang pertama kali digunakan pada zaman dahulu sebelum ditemukannya electrodynamic separator. Prinsip kerjanya sederhana seperti yang telah dijelaskan sebelumnya. Dan sistem alat ini terbagi menjadi rotor dan plate. Pada rotor, mekanisme kerjanya dapat dilihat seperti pada gambar.

Gambar 2.1. Mekanisme Kerja Rotor Electrostatic Separation

Pada plate, sistem kerjanya terbagi menjadi dua yaitu plate electro-static separator dan screen electro-static separator. Mekanisme kerja keduanya sama yaitu umpan dijatuhkan melalui plate ke dalam medan listrik yang berbeda dan terinduksi oleh elektroda. Konsentrat yang bersifat konduktor akan ditarik oleh elektroda sebaliknya material non-konduktor akan jatuh melalui plate kemudian screen. Pemisahan pada alat electrostatic separator baik rotor maupun plate dipengaruhi oleh gaya gravitasi, listrik, dan gaya sentrifugal.

Gambar 2.2. Electrostatic Plate S. (kiri) dan Screen Plate S. (kanan)

Gambar 2.3. Electrostatic Separator

2.2.2 Electro Dynamic Separator (High Tension Separator)Pada alat yang biasa disebut High Tension Separator ini, umpan dilewatkan pada rotor yang terhubung dengan tanah atau tegangan dari bumi menuju ke medan ionisasi elektroda yang disekitarnya terdapat udara yang akan terionisasi (Corona) dan menerima muatan akibat penembakan ion. Lalu material bersifat konduktor kehilangan muatan dan terlempar dari permukaan rotor akibat gaya sentrifugal partikel. Material ini merupakan konsentrat. Sisanya yang masih menempel pada rotor akan jatuh kemudian pada kotak penampung middling dan material yang bersifat non-konduktor akan jatuh terakhir pada kotak penampung tailing. Partikel yang kasar dapat dengan mudah terlempar dari rotor. Dan partikel yang sebenarnya konsentrat yang halus bisa jatuh pada kotak middling atau tailing. Jadi diperlukan ketelitian dan ketepatan dalam menaruh umpan pada alat ini.

Gambar 2.4. Mekanisme Kerja Electrodynamic Separator

Electrodynamic separator prinsip kerjanya lebih rumit daripada electrostatic separator karena medan listrik yang digunakan tidak hanya satu, melainkan dua yakni medan listrik statis dan medan corona. Berikut ini salah satu contoh high tension separator.

Gambar 2.5. Electrodynamic Separator2.3 Bagian-bagian Electrostatic Separator

Gambar 2.6. Bagian-bagian Electrostatic Separator

Bagian-bagian pada alat ini yaitu sebagai berikut. Brush yang berguna untuk menetralkan dan menjatuhkan produk non-konduktor yang menempel pada rotor. Elektroda yang berguna sebagai sumber penembakan ion. Feeder sebagai pengatur feed yang terletak di dalam hopper yang berguna agar feed yang melalui rotor hanya satu lapisan sehingga proses menghasilkan produk yang baik. Lalu, Hopper berfungsi untuk menampung umpan dan pada hopper terdapat pemanas (heater) agar material yang akan diproses dalam kondisi dry. Rotor berbentuk silinder yang berputar sesuai porosnya berfungsi untuk memisahkan mineral konduktor dan non-konduktor, rotor ini bermuatan positif karena terhubung dengan tanah. Splitter sebagai sekat pengatur hasil produk. Serta rectifier untuk menaikkan tegangan dan biasanya terhubung dengan elektroda.