http://arsipteknikpertambangan.blogspot.com/2010/06/humprey-spiral.htmlHUMPREY SPIRAL

PENDAHULUAN

Humprey Spiral merupakan alat pengolahan bahan galian yang termasuk dalam gravity concentration. Dasar kerja alat ini adalah switcing effect yang terdiri dari :1). Differential Acceleration2). Hindered Settling3). Interstitial Trickling4). Gaya Sentrifugal

Tiga gaya pertama adalah akibat jatuhnya meterial dengan perbedaan density tertentu dalam fluida. Sedangkan gaya sentrifugal dikarenakan bentuk dari alat ini yang berbentuk spiral.

Spiral concentration banyak digunakan karena murah biaya operasinya, kontinu, dan dalam keadaan steady, mekanisme pemisahan ini cepat dicapai. Alat ni banyak digunakan di pabrik besi, batubara, dan pada pemisahan bijih oksida logam.

Tujuan dari percobaan ini adalah : Mempelajari dan memahami prinsip kerja alat serta mekanisme pemisahan yang terjadi. Mempelajari operating variable alat serta pengaruhnya pada hasil pemisahan.

DASAR TEORI

A. THIN FILM CONCENTRATION

Thin film concentration merupakan alat/proses pemisahan melalui aliran fluida tipis dengan tebal merata dan sesuai dengan ukuran partikel yang akan dipisahkan, yang mengalir melalui suatu bidang miring, serta shear pada fluida sangat kecil.Jika pada aliran tersebut ada partikel dengan ukuran sama tapi berbeda densitynya, maka partikel ringan akan memiliki kecepatan lebih besar daripada partikel berat, karena berada di lapisan atas. Jika partikel mempunyai density sama tapi berbeda ukuran, maka partikel yang berukuran besar akan mempunyai kecepatan yang lebih besar, karena mempunyai luas permukaan yang lebih besar pada saat terdorong aliran air.Kecepatan aliran fluida pada suatu kedalaman Y dari dasar adalah :Vy = f . g . sin Di mana : f = density fluida x = tebal fluida = viskositas fluida = kemiringan (slope)Maka susunan partikel dalam suatu aliran laminer lapisan fluida tipis : Paling atas : partikel kasar, ringan (density rendah) Tengah : partikel kasar berat, halus dan ringan Paling bawah : partikel halus beratSaat partikel berada pada dasar bidang miring, gaya dorong aliran fluida bekerja pada partikel selain gerak antara partikel dengan bidang sluice. Gaya dorong akibat aliran fluida akan menekan luas Sehingga akan terjadi rolling dimana gaya dorong berbanding lurus dengan luas permukaan dan jarak pergeseran.Tipe lain dari jenis pemisahan sejenis adalah flowing film concentration, di mana tebal lapisan lebih besar dari ukuran partikel, sehingga shear dari fluida juga berpengaruh pada proses stratifikasi partikel.

B. MEKANISME PEMISAHANGaya-gaya yang bekerja pada partikel dalam aliran fluida adalah gaya dorong air dan hindered settling, jika partikel belum sampai ke dasar. Jika partikel berada di dasar, maka gaya-gaya yang bekerja adalah :1). Dorongan air (Vair)Pengaruh dari turunnya dari atas ke bawah melalui suatu bidang miring.2). Gaya gesekTerjadi akibat gesekan antara partikel yang bergerak dengan permukaan spiral, yang dapat dirumuskan seperti di bawah ini :Fd = 6 . . r . Vr = viskositas fluida Vr = kecepatan partikelr = jari-jari partikel Fd = gaya gesek 3). Gaya sentrifugalGaya yang timbul akibat bentuk alat yang spiral, dan dapat dirumuskan menjadi :Fc = m = massa partikel r = jari-jari lingkaran spiralv = kecapatan partikel Fc = Gaya SentrifugalGaya gesek dan gaya sentrifugal bekerja secara berlawanan arah. Dari rumus di atas terlihat bahwa partikel berat akan mengalami gaya sentrifugal paling besar dan partikel kasar mendapat gaya gesek terbesar.Jika Fc > Fd ; maka partikel akan terlempar menjauhi pusat spiralJika Fc < Fd ; maka partikel akan terpusat di tengah spiralGaya gesek Ff = f . m . g . cos , akan memperlambat gerak partikel, tetapi tidak berpengaruh terhadap proses pemisahan partikel pada bidang miring adalah gabungan dari fluida maupun partikel itu sendiri.Cara kerja alat dengan memasukkan umpan dan air ke dalam feed box yang kemudian disedot oleh pompa untuk dinaikkan ke puncak spiral paling atas. Pada spiral yang paling bawah dipasang splitter untuk memisahkan material berat dengan yang ringan. Pada umumnya konsentrat melalui spliter paling dalam, kemudian midling di tengah, dan tailing di bagian pinggir.

C. ALAT SPIRAL CONCENTRATIONDari bentuk spiralnya, maka alat spiral concentration dibagi menjadi dua, yaitu ;1). Multi Off Take Humprey Spiral Concentration EBC Spiral Concentration Reicherts Spiral Vichers Spiral2). Limited Off Take Cyclo Spiral Soviet Spiral Technology Misscetinious Spiral

D. VARIABEL ALAT DAN VARIABEL OPERASIDalam proses pemisahan partikel menggunakan spiral concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu :1). Variabel Alat1. Tipe spiral 4. Posisi spliter2. Jumlah spiral 5. Ketinggian spiral3. Penampang melintang helix dan diameter2). Variabel Operasi1. Derajat liberasi dan ukuran feed. 5. Selang ukuran feed2. Laju pengumpanan 6. % solid umpan3. Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)4. Sifat-sifat material

PEMBAHASAN

Dalam proses pemisahan partikel menggunakan spiral concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu :a). Variabel Alat1. Tipe spiralTipe spiral berpengaruh terhadap kecepatan aliran alir, gaya sentrifugal yang dihasilkan dan jenis aliran.2. Posisi spliterPosisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang akan ditampung sebagai konsentrat, tailing dan midling.3. Jumlah spiralPengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen. Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik.4. Ketinggian spiralKetinggian sprial akan berpengaruh terhadap kemiringan (slope) spiral, yang akhirnya ikut menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state.5. Penampang melintang helix dan diameter

b). Variabel Operasi1. Derajat liberasi dan ukuran feed.Ukuran feed yang terlalu besar akan menyulitkan proses stratifikasi, karena akan ada partikel-partikel yang tidak dapat bergerak akibat tekanan air yang tidak kuat. Tetapi jika ukurannya terlalu kecil juga akan menyulitkan, karena akan banyak mineral berharga yang masuk ke tailing.2. Selang ukuran feedSelang ukuran umpan yang ideal adalah -35# sampai +48# (0,015 mm - 0,8 mm). Jika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi stratifikasi pada lapisan di atas fluida. Jika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan.

3. Laju pengumpananJika laju pengumpanan terlalu besar, maka tidak akan terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. Karena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. Tetapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak efisien.4. Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci ikut menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state. Hal ini dipengaruhi oleh kekuatan motor yang digunakan untuk memompa air dari tangki penampungan kembali ke atas spiral yang paling tinggi.5. Persen solid umpanIdealnya persen solid pada umpan adalah 15%. Pengaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pempompaan, sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis.6. Sifat-sifat material

DAFTAR PUSTAKA

1. John M. Currie, Unit Operation in Mineral Processing, John Wiley and Sons.2. B.A. Wills, Bsc, Ph.D., C.Eng., MIMM, Mineral Processing Technology, Pergamon Press, 4th edition.3. Pryor, E.J., Mineral Processing, London, 19744. Kelly & Spottiswood, Introductory to Mining Processing.

LAMPIRANJAWABAN PERTANYAAN

1. Pada umumnya bijih yang diolah dengan Hunprey Spiral adalah bijih yang mempunyai perbedaan density yang cukup besar antara mineral berharganya dan mineral pengotornya. Seperti bijih besi, kromit, cassiterite, zircon, rutile, monazite, dan batubara.2. Gaya-gaya yang bekerja pada partikel mineral yang menyebabkan terjadinya pemisahan :

Dorongan air (Vair)Pengaruh dari turunnya dari atas ke bawah melalui suatu bidang miring. Gaya gesekTerjadi akibat gesekan antara partikel yang bergerak dengan permukaan spiral, yang dapat dirumuskan seperti di bawah ini :Fd = 6 . . r . Vr = viskositas fluida Vr = kecepatan partikelr = jari-jari partikel Fd = gaya gesek Gaya sentrifugalGaya yang timbul akibat bentuk alat yang spiral,dan dapat dirumuskan menjadi :Fc = m = massa partikel r = jari-jari lingkaran spiralv = kecapatan partikel Fc = Gaya Sentrifugal3. Fungsi hydrocyclon yang terdapat pada alat adalah :Membawa material bersama air naik ke atas pada puncak spiral dan menjaga agar aliran air tidak turbulen pada waktu masuk spiral. Pengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen. Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk menciptakan keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik.4. Pengaruh faktor berikut terhadap efesiensi pemisahan : Laju pengumpanJika laju pengumpanan terlalu besar, maka tidak akan terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. Karena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. Tetapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak efisien. Selang ukuran umpanSelang ukuran umpan yang ideal adalah -35# sampai +48# (0,015 mm - 0,8 mm). Jika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi stratifikasi pada lapisan di atas fluida. Jika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan. Persen solidIdealnya persen solid pada umpan adalah 15%. Pengaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pemompaan, sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis. Oleh : Jefri Hansen Siahaan, ST

http://erickalfonsus.blogspot.com/2012/01/humprey-spiral.htmlHUMPREY SPIRAL Pemisahan mineral-mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah aliran fluida horizontal. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi dan gaya sentrifugal. Bentuk alatnya berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, makin panjang lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya.Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral sebagai berikut.1. Feed dimasukkan ke dalam feed tank2. Melalui pompa, feed dihisap masuk ke dalam cyclone.3. Di dalam cyclone cairan dengan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang encer dialirkan ke atas ke dalam lounder sebagai wash water, sedang pulp yang kental melalui lounder dialirkan ke atas menuju feed box sebagai umpan.4. Karena bentuk lounder ini melingkar seperti spiral dari atas ke bawah, maka terjadi gerak arus sentrifugal, sehingga material yang ringan sebagai tailing akan terletak dibagian luar.5. Material yang berat ada di dalam sebagai konsetrat.6. Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam port penampungan konsentrat yang dihasilkan.

Gambar. Humprey spiral

Gambar. Pemisahan material dalam humprey spiral

Proses pemisahan antara material yang ringan dan yang berat dapat dilihat pada gambar. Dari gambar terlihat bahwa mineral yang ringan terletak di bagian luar dari lounder, di mana mineral ringan ini akan terus terbawa oleh aliran air sebgai tailing. Sedangakan mineral yang berat berada di bagian dalam dari lounder, di mana mineral berat ini akan terus di alirkan dan masuk di dalam port sebagai konsentrat. Kadar konsentrat yang dapat dihasilkan pada proses humpery spiral ini bisa mencapai 80% konsentrat.Hal hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja humprey spiral ini adalah :1. diameter bukaan luonder2. kemiringan dari lunder3. tinggi/panjang lounder4. keseragaman ukuran butiran material5. kecepatan aliran air sebagai wash water6. fluida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral.Kelebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral antara lain :a. ongkos instalasib. ongkos perawatan rendahc. ongkos operasi rendahd. dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar, kadar konsentrat yang diperoleh bisa mencapai 80%.Kekurangan yang dihadapi pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral ini adalah :a. ukuran feed yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran feed antara 14 dan 400 mesh, tetapi bijih besi bisa di atas 10 sampai 10 mesh.b. diperlukan suplay air yang cukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium wash water.http://kuliahd3fatek.blogspot.com/2009/05/bab-v-gravity-concentration-gravitiy.html3. Humphrey Spiral Humphrey Spiral merupakan alat penetrasi pemisahan mineral berat dan mineral ringan yang berbentuk spiral yang menggunakan gaya sentrifugal dan air sebagai media konsentrasi. Metode pemisahan ini teramasuk kedalam gravity consenteration.Prinsip kerja dari alat ini adalah umpan dimasukkan kedalam kotak penampung umpan. Kemudian dengan menggunakan pompa air, larutan umpan dipompa keatas spiral. Larutan umpan akan terlebih dahulu melewati Hydrocyclon. Pada Hydrocyclon umpan dipisahkan menjadi mineral berat dan mineral ringan. Mineral berat akan keluar dari Hydrocylon melalui pipa bagian bawah, sedangkan mineral ringan keluar dari pipa bagian atas. Umpan memasuki saluran spiral dalam bentuk campuran yang hampir homogen. Ketika larutan air beserta umpan mengalir mengelilingi jalur spiral, pemisahan terjadi pada bidang vertikal. Pemisahan biasanya terjadi sebagai hasil perpaduan dari Hindered Settling dan Interstitial Trickling. Gaya Bagnol juga memberikan kontribusi yang besar. Hasilnya adalah: partikel-partikel yang berat akan mengalir pada daerah dengan kecepatan rendah, pada sisi dalam dari bidang spiral, sedangkan partikel-partikel yang ringan akan mengalir pada daerah dengan kecepatan tinggi, pada sisi luar bidang spiral. Pada daerah berkecepatan rendah diletakkan splitter, yaitu lubang yang didesain dan berfungsi untuk menampung mineral berat atau dalam hal ini adalah mineral berharga. Konfigurasi dan letak (posisi) dari splitter dapat diatur sesuai dengan konsentrat yang akan dihasilkan.Hasil akhir yang didapat pada pemisahan dengan menggunakan metode Humphrey spiral adalah konsentrat, midling dan tailing.

Gaya yang Bekerjao Gaya gravitasio Gaya geseko Gaya Sentrifugalo Gaya dorong air

Variabel Operasia. Jumlah lingkaran spiral f. Konfigurasi spiralb. Tipe spiral g. Kecepatan aliran airc. Diameter spiral h. Bentuk dan ukuran butir partikeld. Permukaan spiral i. Perbedaan density partikele. Ketinggian alat j. Laju pengumpanan

Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yang telah disebut diatas. Dalam pemisahan ini plp harus tetap dipertahankan agar besarnya persen solid antara 20% - 30%. Kapasitas alat ini mencapai 1 2 ton/jam dengan umpan pada 25% - 50% solid dengan ukuran normal 20#.

http://laporanp.blogspot.com/2010/02/bab-i-pendahuluan-1_08.htmlHumprey SpiralPada metode ini, prinsip utama yang diterapkan adalah pola aliran horizontal. Adapun gaya-gaya utama yang bekerja pada sistem pengolahan dengan menggunakan alat humprey spiral ini adalah :a. Gaya dorong airb. Gaya gesek airc. Gaya grafitasid. Gaya SentrifugalAlatnya berupa Louder yang melingkar dan membentuk spiral, semakin panjang loudernya, maka konsentrat yang diperoleh akan semakin tinggi kadarnya. Terjadinya pemisahan di Humprey Spiral adalah karna feed yang dimasukkan kedalam feed tank, melalui pompa, akan dihisap masuk kedalam cyclone. Didalam cyclone, material cairan akan dipisahkan berdasarkan berat jenisnya. Material yang lebih besar berat jenisnya akan masuk kedalam feed box, dan yang ringan akan mengalir masuk kedalam llounder sebagai wash water. Karena bentyuk dari louder ini melingkar dari atas sampai bawah, maka terjadi gerak arus sentrifugal, dan material yang ringan akan mengalir keluar sebagai tailing, dan material berat akan masuk kedalam port konsentrat.