Pengolahan Bahan GalianBAB I

PENDAHULUAN

Bahan Galian digunakan sebagai salah satu baku dalam suatu industri, dengan persyaratan tertentu. Untuk itu harus dilakukan pengolahan sebelum dipergunakan.

A. Macam Bahan Galian

 Bahan galian menurut pemanfaatannya dikelompokkan atas :

1. Bahan Galian Logam/Bijih/Ore             Dari pengolahan dapat diambil dan dimanfaatkan logamnya, seperti timah putih, besi, tembaga, nikel, emas, perak, dll.Pengolahan tahap pertama biasanya disebut dengan Ore Dressing karena yang diolah adalah ore/bijih, disebut juga Mineral Processing karena hasil dari proses masih berupa mineral, dan disebut juga sebagai Unit Operation karena proses ini berdasarkan sifat mineralnya.

2. Bahan Galian Energi                Merupakan bahan galian yang dimanfaatkan untuk energi, seperti minyak bumi dan batubara. Agar batubara dapat memenuhi kriteria pasar maka harus dilakukan pengolahan dengan pencucian.

3. Bahan Galian Industri              Merupakan bahan galian yang dimanfaatkan untuk industri, seperti : Asbes, aspal, bentonit, batugamping, batupasir dll. Untuk pengolahan dilakukan peremukan, penggilingan , pengayakan maupun klasifikasi. Untuk pengotor bersifat logam dilakukan dengan Flotasi atau Magnetic Separator.

B. Definisi Pengolahan Bahan Galian

           Pengolahan Bahan Galian merupakan proses pemisahan mineral berharga dari mineral tidak berharga (gangue), yang dilakukan secara mekanis, menghasilkanproduk yang kaya mineral berharga (konsentrat) dan produk yang mineralnya berkadar rendah (tailing). Proses pemisahan ini didasarkan atas sifat fisik mineral maupun sifat kimia fisika permukaan mineral dan diupayakan menguntungkan.Keuntungan dari Pengolahan Bahan Galian adalah :

1. Secara Ekonomis

a. Mengurangi ongkos angkut tiap ton logam dari lokasi penambangan ke pabrik pengolahan, karena sebagian mineral tidak berharga (waste mineral) telah terbuang selama proses pengolahan dan kadar bijih sudah ditingkatkan.

b. Mengurangi jumlah Flux yang ditambahkan dalam peleburan serta mengurangi metal yang hilang bersama Slag.

c. Mengurangi biaya peleburan tiap ton logam yang dihasilkan, sebab dalam peleburan tonase logan yang dihasilkan lebih banyak (dalam waktu yang sama) bila dibandingkan dengan peleburan tanpa diawali dengan Pengolahan Bahan Galian.

Masda Rohal Shadiq

2. Secara Teknis

a. Pengolahan Bahan Galian akan menghasilkan konsentrat yang mempunyai kadar mineral berharga relatif tinggi, sehingga lebih memudahkan untuk mengambil metalnya.b. Ada kemungkinan konsentratnya mengandung lebih dari satu mineral berharga, maka ada kemungkinan dapat diambil logam yang lain sebagai hasil sampingan.

C. Studi Bahan Baku            Proses Pengolahan Bahan Galian merupaka jembatan antara penambangan dengan eksstaksi logam (metallurgi ekstraksi). Karena Pengolahan Bahan Galian mendasarkan atas sifat fisik mineral, maka informasi mengenai mineral yang terkandung dalam bahan galian sangan diperlukan, misalnya : 1. Macam dan komposisi mineral dalam bahan galian2. Kadar masing-masing mineral3. Besar kecilnya ukuran (distribusi ukuran)4. Derajat liberasi (kebebasan) dari mineral          Derajat Liberasi adalah perbandingan antara mineral yang terliberasi sempurana dengan jumlah mineral yang sama keseluruhan.

5. Sifat fisik mineral, antara lain :

a. Hardness (kekerasan), Structure dan Fracture Sifat ini diperlukan dalam menentukan alat penghancurb. Ikatan mineral dan besar kecilnya kristal  Berkaitan dengan derajat liberasi. Semakin tinggi derajat liberasi akan semakin sempurna proses pengolahanc. Warna dan Kilap  Berkaitan dengan proses pengolahan secara hand sortng/hand picking, yaitu pemisahan yang dilakukan secara manual (tangan biasa)d. Spesific Grafity (SG) Berkaitan dengan pengolahan konsentrasi gravitasie. Magnetic Suceptibility (sifat kemagnetan) Berkaitan dengan pengolahan Magnetic Separatorf. Electro Conductivity (daya hantar listrik) Berkaitan dengan pengolahan Electristatic Separation atau High Tension Separationg. Sifat permukaan (senang tidaknya terhadap udara) Berkaitan dengan pengolahan Flotasi

D. Tahapan Pengolahan Bahan Galian

             Dalam kegiatan Pengolahan Bahan Galian terdapat beberapa tahap yang dilakukan, yaitu :

1. Preparasi

a. Kominusi

         Adalah proses meredksi ukuran butir sehingga menjadi lebih kecil dari ukuran semula. Hal ini dapat dilakukan dengan crushing (peremukan) untuk proses kering, sedangkan grinding (penggilingan) digunakan untuk proses basah dan kering. Selain untuk mereduksi ukuran butir, kominusi juga untuk meliberasi bijih, yaitu proses melepaskan mineral bijih dari ikatannya yang

Masda Rohal Shadiq

merupakan gangue mineral. Alat yang digunakan dalam proses ini adalah crusher dan grinding mill. b. Sizing

            Merupakan pengelompokan mineral yang dilakikan dengan cara :

- Screening          Adalah pemisahan butir mineral berdasarkan lubang ayakan sehingga hasilnya seragam. Alat yang digunakan disebut screen

- Classsfying           Adalah pemisahan butir mineral yang mendasarkan pada kecepatan jatuhnya material dalam suatu media (air atau udara) sehingga hasilnya tidak seragam. Alat yang dipergunakan adalah classifier. Kecepatan jatuh mineral dipengaruhi oleh ; SG, volume dan bentuk mineral.

2. Konsentrasi

         Merupakan proses pemisahan antara mineral berharga dengan mineral tidak berharga sehingga didapat kadar yang lebih tinggi dan menguntungkan. Ada beberapa cara pemisahan yang mendasarkan sifat fisik mineral, diantaranya adalah :

a. Warna, Kilap, Bentuk Kristal           Konsentrasi yang dilakukan dengan tangan biasa (hand picking)b. Spesific Gravity (Gravity Concentration) adalah konsentrasi berdasarkan berat jenis material. Oleh karena itu untuk mengetahui berhasil atau tidaknya proses konsentrasi gravimetri, harus di cek harga kriteria konsentrasinya.   Bila KK > 2,5 atau harganya negatif, maka antar mineral berat dengan mineral ringan dalam bahan galian mudah untuk dipisahkan secara konsentrasi gravimetri. Bila KK = 1,75, maka pemisahan dapat berjalan baik manakala ukuran butirnya 60# - 100# Bila KK = 1,50, agak sulit dipisahkan, namum dapat dilakukan pemisahan bila ukurannya 10# Bila KK <= 1,0, maka minerl sulit dilakukan pemisahan dengan konsentrasi gravimetri.

 Gravimetri concentration ada tiga macam, yaitu : 

- Flowing Film Concentration Merupakan proses konsentrasi berdasarkan berat jenisnya melalui aliran fluida yang tipis. Alat yang dipergunakan adalah :

- Shaking Table (meja goyang)- Humphrey Spiral- Sluice Box (palong)- Log Washer

 Gaya-gaya yang berpengaruh dalam flowing film concentration adalah :

- Gaya gesek antara partikel dengan dasar alat- Gaya dorong air terhadap partikel- Gaya gravitasi- Gaya sentripetal 

Masda Rohal Shadiq

- Vertical Flowing Concentration (aliran air vertikal)           Merupakan proses konsentrasi mendasarkan pada aliran air ke atas. Pemisahan pada jig terjadi karena perbedaan SG, yang mana tiap mineral akan mengalami tiga peristiwa, yaitu ; hindered settling, differential acceleration dan consolidation trickling. Agar proses pemisahan continue diperlukan adanya suction dan pulsion, dimana pada waktu terjadi suction diperlukan under water agar besarnya suction tereliminir.

 Jig dibagi beberapa macam, yaitu :

- berdasarkan atas screen/sieve, movable sieve jig dan fixed sieve jig- berdasarkan penimbul suction dan pulsion, plunger, diaphragma, pulsator dan air pulsator- SG Heavy Media Density            Adalah pemisahan berdasarkan SG cairan media dan SG mineral. Sebagai media adalah cairan berat yang pada umumnya tidak bereaksi langsung dengan material yang akan dipisahkan. Ada dua proses, yaitu heavy media separation dan heavy liquid separation. Media heavy media separation berupa suspensi atau pseudo liquid yang merupakan campuran antara :- magnetic (SG = 5,1) dan air (H2O)- ferro silicon (SG = 6,7 – 6,9) dengan komposisi 82% Fe dan 1,5% Si           Media heavy liwuid separation adalah cairan dengan berat jenis yang besarnya kecil, biasanya cairan organik.- tetra bromethane (C2H2Br4) SG = 2,96- ethylene dibromide (C2H4Br2) SG = 2,17

c. Magnetic Susceptibility (sifat kemagnetan)

              Setiap mineral mempunyai sifat kemagnitan yang berbeda, yaitu ada yang kuat, lemah bahkan ada yang tidak sama sekali tertarik oleh magnet. Berdasarkan sifat kemagnetan yang berbeda-beda itulah mineral dapat dipisahkan dengan alat yang disebut magnetic separator. Alat ini bekerja berdasarkan pada kuat lemahnya mineral tersebut tertarik oleh magnet sehingga dapat terpisah antara mineral magnetik dan non magnetik. Pemisahan dapat dilakukan dalam keadaan kering atau basah.

d. Electric Conductivity (daya hantar listrik)               Mineral memiliki sifat konduktor dan non konduktor. Untuk memisahkan mineral jenis ini digunakan alat yang disebut high tension separator atau electrostatic separator dan hasilnya berupa mineral konduktor dan non konduktor. Proses selalu dalam keadaan kering.

e. Sifat permukaan mineral                Permukaan mineral ada yang bersifat senang dan tidak senang terhadap gelembung udara. Mineral yang senang terhadap udara akan menempel pada gelembung udara sedangkan mineral yang senagn terhadap air tidak akan menempel pada gelembung udara. Untuk mengubah agar mineral yang senang terhadap air menjadi senang terhadap udara diperlukan suatu reagent kimia. Biasanya ada tiga reagent kimia yang ditambahkan, yaitu ; collector, modifier dan frother. Reagent ini hanya menyelimuti permukaan mineral itu saja (tidak bereaksi dengan mineral). Dengan memberikan gelembung udara maka mineral akan terpisah, sehingga antara mineral yang dikehendaki dengan yang tidak dikehendaki dapat dipisahkan. Proses pemisahan semacam ini disebut flotasi. 

3. Dewatering           Merupakan proses pemisahan antara cairan dengan padatan. Proses ini tidak dapat dilakukan

Masda Rohal Shadiq

sekaligus tetapi harus secara bertahap, yaitu dengan cara :a. Thickening         Yaitu proses pemisahan antara padatan dengan cairan yang mendasarkan atas kecepatan mengendap partikel atau mineral tersebut dalam suatu pulp. Alat yang digunakan adalah thickener, yang mana alat ini mencapai % solid sebesar 50% (solid factor = 1)b. Filtrasi          Adalah proses pemisahan antara padatan dengan cairan dengan cara menyaring (dengan filter) sehingga didapatkan solid factor sama dengan empat (persen solid = 80%)c. Drying            Adalah proses penghilangan air dari padatan dengan cara pemanasan sehingga padatan benar-benar bebas dari cairan (% solid = 100%)

E. Material Balance dan Metallurgical Balance             MaterialBalance adalah suatu neraca kesetimbangan pada Pengolahan Bahan Galian dimana jumlah partikel umpan yang masuk dalam alat pengolahan hasilnya sama dengan jumlah material yang keluar. F = C + TKeterangan : F = Berat material umpan/Feed (ton) C = Berat konsentrat (ton) T = Berat tailing (ton)               Metallurgical Balance adalah neraca kesetimbangan material bijih dimana berat bijih umpan yang masuk dengan kadarnya akan sama dengan produk dengan kadarnya. Ff = Cc + TtKeterangan : Ff = Kadar umpan (%) Cc = Kadar konsentrat (%) Tt = Kadar tailing (%)

1. Nisbah Konsentrasi

       Adalah perbandingan berat feed dengan berat konsentrat. Berasal dari : Ff = Cc + Tt Ft = Ct + Tt

 F(f-t) = C (c-t) F/C = (c-t)/(f-t)

2. Angka Perolehan (% Recovery)            Adalah perbandingan antara logam berharga dalam konsentrat dengan berat logam berharga dalam umpan yang dinyatakan dalam persen (%).

Masda Rohal Shadiq

BAB IIKOMINUSI

         Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi bijih. Yang dimaksud dengan proses meliberasi bijih adalah proses melepaskan bijih tersebut dari ikatnnya yang merupakan gangue mineral dengan menggunakan alat crusher atau grinding mill. Kominusi terbagi dalam 3 tahap, yaitu primary crushing, secondary crushing dan fine crushing.

A. Primary Crushing

         Merupakan tahap penghancuran yang pertama, dimana umpan berupa bongkah-bongkah besar yang berukuran +/- 84 x 60 inchi dan produkta berukuran 4 inchi. Beberapa alat untuk primary crushing antara lain :

1. Jaw Crusher         Alat ini mempunyai dua jaw, yang satu dapat digerakkan (swing jaw) dan yang lainnya tidak bergerak (fixed jaw). Berdasarkan porosnya jaw crusher terbagi dalam dua macam :a. Blake Jaw Crusher, dengan poros di atasb. Dodge Jaw Crusher, dengan poros di bawah

Perbandingan Dodge dengan Blake Jaw Crusher, yaitu :a.Ukuran produkta pada Blake Jaw lebih heterogen dibandingkan dengan Dodge Jaw yang relatif seragamb. Pada Blake Jaw porosnya di atas sehingga gaya yang terbesar mengenai partikel yang terkecilc. Pada Dodge Jaw porosnya di bawah sehingga gaya yang terbesar mengenai partikel yang terbesar sehingga gaya mekanis dari Dodge Jaw lebih besar doibandingkan dengan Blake Jawd. Kapasitas Dodge Jaw jauh lebih kecil dari Blake Jaw pada ukuran yang samae. Pada Dodge Jaw sering terjadi penyumbatan.

Istilah-istilah pada Jaw Crusher, antara lain :a. Setting Block, bagian dari jaw crusher untuk mengatur agar lubang ukuran sesuai dengan yang dikehendaki. Bila setting block dimajukan, maka jarak antara fixed jaw dengan swing jaw menjadi lebih pendek atau lebih dekat, dan sebaliknya.b. Toggle, bagian dari jaw crusher yang berfungsi untuk mengubah gerakan naik turun menjadi maju mundurc. Pitman, berfungsi untuk merubah gerakan berputar dari maju mundur menjadi gerakan naik turund. Swing Jaw, bagian dari jaw crusher yang dapat bergerak akibat gerakan atau dorongan togglee. Fixed Jaw, bagian dari jaw crusher yang tidak bergerak/diamf. Mouth, bagian mulut jaw crusher yang berfungsi sebagai lubang penerimaan umpang. Throat, bagian paling bawah yang berfungsi sebagai lubang pengeluaranh. Gate, adalah jarak mendatar pada mouthi. Set, adalah jarak mendatar pada throatj. Closed Setting, adalah jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke depank. Open Setting, adalah jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke belakangl. Throw, selisih jarak pelemparan antara open setting dengan close settingm. Nip Angle, sudut yang dibentuk dengan garis singgung yang dibuat melalui titik singgung antara jaw dengan batuan

Masda Rohal Shadiq

             Khusus untuk gape adalah jarak mendatar pada mouth yang diukur pada bagian mouth dimana umpan yang dimasukkan bersinggungan dengan mouth. Jadi besarnya gape selalu berubah-ubah menurut besarnya umpan.

 Pecahnya batuan dari jaw crusher karena adanya :a. Daya tahan batuan lebih keci dari gaya yang menekanb. Nip anglec. Resultante gaya yang arahnya ke bawahGaya-gaya yang ada pada jaw crusher, adalah :a. Gaya tekan (aksi)b. Gaya gesekc. Gaya gravitasid. Gaya yang menahan (reaksi)                Arah-arah gaya tergantung dari kemiringan atau sudutnya. Resultante gaya akhir arahnya harus ke bawah, yang berarti material itu dapat dihancurkan. Tapi jika gaya itu arahnya ke atas maka material itu hanya meloncat-loncat ka atas saja. Faktor-faktor yangmempengaruhi efisiensi jaw crusher :a. Lebar lubang bukaanb. Variasi dari throwc. Kecepatand. Ukuran umpane. Reduction ratio (RR)f. Kapasitas yang dipengaruhi oleh jumlah umpan per jam dan berat jenis umpan        Reduction ratio merupakan perbandingan antar ukuran umpan dengan ukuran produk. Reduction ratio yang baik untuk ukuran primary crushing adalah 4 – 7, sedangkan untuk secondary crushing adalah 14 – 20 dan fine crushing (mill) adalah 50 -100. Terdapat empat macam reduction ratio, yaitu :a. Limiting Reduction Ratio

 Yaitu perbandingan antara tebal/lebar umpan dengan tebal/lebar produk    dimana :  tF = tebal umpan  tP = tebal produk  wF = lebar umpan  wP = lebar produk

b.b. Working Reduction Ratio Perbandingan antara tebal partikel umpan (tF) yang terbesar dengan efective set (Se) dari crusher.   c. Apperent Reduction Ratio Perbandingan antara effective gate (G) dengan effective set (So)   d. Reduction Ratio 80 (R80) Perbandingan antara lubang ayakan umpan dengan lubang ayakan produk pada kumulatif 80%.Kapasitas jaw crusher dipengaruhi oleh :a. Gravitasib. Kekerasan material

Masda Rohal Shadiq

c. Keliatan materiald. Kandungan air/kelembabanMenurut Taggart, kapasitas jaw crusher dinyatakan dalam suatu rumus empiris :  T = 0,6 LSdimana : T = kapasitas, ton/jam  L = panjang dari lubang penerimaan  S = lebar dari lubang pengeluaran

2. Gyratory Crusher              Crusher jenis ini mempunyai kapasitas yang lebih besar jika dibandingkan dengan jaw crusher. Gerakan dari gyratory crusher ini berputar dan bergoyang sehingga proses penghancuran berjalan terus menerus tanpa selang waktu. Berbeda dengan jaw crusher yang proses penghancurannya tidak continue, yaitu pada waktu swing jaw bergerak ke belakang sehingga ada material-material yang tidak mengalami penggerusan.

 Macam-macam gyratory crusher :a. Suspended Spindel Gyratory Crusherb. Pararell Pinch Crusher            Perbedaan utama jenis ini dari suspended spindel, terletak pada gerakan crushing head-nya. Gerakan crushing head pada prarell pinch menghasilkan bentuk cone yang tajam dengan puncak dalam keadaan menggantung sehingga menghasilkan gerakan berputar yang dapat menghancurkan umpan sepanjang daerah permukaan crushing head.

 Bentuk-bentuk head dan concave pada gyratory crusher adalah :a. Straight head and concaveb. Curved head and concave                                Kedua jenis head dan concave ini perbedaanya hanya pada permukaannya, yaitu yang pertama adalah rata dan yang kedua melengkung.Kapasitas gyratory crusher lebih besar disbanding dengan jaw crusher pada ukuran umpan yang sama. Oleh Taggart, kapasitas gyratory dihitung dengan rumus :  dimana : T = kapasitas, ton/jam G = gape, inch So = open set,

Kapasitas gyratory crusher tergantung pada :a. sifat alamiah material yang dihancurkan, seperti kekerasan, keliatan dan kerapuhanb. permukaan concave dan crushing head terhadap umpan akan mempengaruhi gesekan antara material dengan bagian pemecah (concave dan head)c. Kandungan air, seting, putaran dan gapePerbedaan antara gyratory dan jaw crusher adalah :a. Pemasukan umpan, jaw crusher pemasukannya tidak kontinyu sedangkan gyratory kontinyub. Gyratory alatnya lebih besar dan bagian-bagiannya tidak mudah dilepasc. Kapasitas gyratory lebih besar dari jaw crusher, karena pemasukan umpan dapat kontinyu dan penghancurannya meratad. Pemecahan pada jaw lebih banyak tekanan, tetapi pada gyratory crusher gaya geseknya lebih besar walaupun ada gaya tekannya. Pada gyratory kalau berputarnya cepat, produkta yang dihasilkan relatif kecil.

Masda Rohal Shadiq

B. Secondary Crushing                 Merupakan tahap penghancuran kelanjutan dari primary crushing, dimana umpan berukuran lebih kecil dari 6 inchi produkta berukuran 0.5 inchi. Beberapa alat untuk secondary crushing antara lain :1. Jaw Crusher (kecil)2. Gyratory Crusher (kecil)3. Cone Crusher              Alat ini merupakan secondary crusher yang penggunaannya lebih ekonomis. Cone crusher hampir sama dengan gyratory crusher, perbedaannya terletak pada :

a. crushing surface terluar bekerja sedemikian rupa sehingga luas lubang pengeluaran dapat bertambahb. crushing surface terluar bagian atasnya dapat diangkat sehingga material yang tidak dapat dihancurkan dapat dikeluarkan

Macam-macam cone crusher :a. Simon Cone Crusher Alat ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu :- standart crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan yang berukuran kasar- short head crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan berukuran halusb. Telsmith Gyrasphere Crusher              Crushing head dari alat ini berbentuk bulat (sphere) yang terbuat dari baja dengan cutter shell bergerak naik turun. Dalan cone crusher crushing head adalah rata dan perbandingan antara tinggi dengan diameternya 1 : 3. Unpan dari cone crusher harus dalam keadaan kering karena jika basah akan mengakibatkan choking.

4. Hammer Mill             Hammer mill dipakai dalam secondary crusher untuk memperkecil produk dari primary crushing dengan ukuran umpan yang diperbolehkan adalah kurang dari satu inch. Alat ini merupakan satu-satunya alat yang berbeda cara penghancurannya dibandingkan alat secondary crushing lainnya. Pada hammer mill proses penghancuran menggunakan shearing stress, sedangkan pada secondary crushing lainnya menggunakan compressive stress.

5. Roll Crusher              Alat ini terdiri dari dua silinder baja dan masing-masing dihubungkan pada as (poros) sendiri-sendiri. Silinder ini hanya satu saja yang berputar dan lainnya diam, tapi karena adnya material yang masuk dan pengaruh silinder lainnya maka silinder ini ikut berputar juga. Putaran masing-masing silinder tersebut berlawanan arah sehingga material yang ada diatas roll akan terjepit dan hancur.

 Bentuk dari roll crusher ada dua macam, yaitu :a. Rigid Roll          Alat ini pada porosnya tidak dilengkapi dengan pegas, sehingga kemungkinan patah pada poros sangat besar. Roll yang berputar hanya satu saja, tapi ada juga yang keduanya berputar.b. Spring Roll           Alat ini dilengkapi dengan pegas sehingga kemungkinan porosnya patah sangat kecil sekali. Dengan adanya pegas maka roll dapat mundur dengan sendirinya bila ada material yang sangat keras, sehingga tidak dapat dihancurkan dan material itu akan jatuh.         Dari gambar diatas diketahui diameter roll (D) dan diameter material (d), gaya normal (N), gaya tangensial (T) dan resultante (R) dari gaya normal dan gaya tangensial, nip angle (n), setting (s). Jika resultan arahnya ke bawah maka material akan dapat dihancurkan karena terjepit oleh roll.

Masda Rohal Shadiq

 Persamaan komponen-komponen vertikal dari gaya normal dan gaya tangensial menggambarkan batas kondisi untuk crushing. untuk Nv = Tv maka persamaan menjadi : atau,          adalah koefisien gesek , maka agar terjadi crushing harus lebih kecil atau sama dengan . Hubungan antara n, s, d dan D :  atau   dari hubungan formula diatas dengan koefisien gesek akan dapat menentukan diameter roller. Contoh : Diketahui : koefisien gesek = 0,4, mereduksi 1,5” menjadi 0,5” Ditanya : diameter minimum roll (Dm) Jawab : = 0,4  :   jadi :    : D = 12,5 inchi          Kapasitas roller tergantung pada kecepatan roler, lebar permukaan roller, diameter dan jarak antara roller yang satu dengan lainnya. Roller biasanya digunakan untuk batuan lunak seperti shale, lempung dan material lengket sampai setengah keras. Kapasitas roller dinyatakan dengan rumus sebagai berikut : C = 0,0034 N x D x W x G x sdimana : N = jumlah putaran, rpm D = diameter roll, inchi W = lebar permukaan roll, inchi G = berat jenis material s = jarak antar roll, inchiHancurnya material dalam roll crushing dibedakan menjadi :a. Choke Crushing Penghancuran material tidak hanya dilakukan oleh permukaan roll tetapi juga aoleh sesama materialb. Free Crushing Yaitu material yang masuk langsung dihancurkan oleh roll.Kecepatan crushing tergantung pada kecepatan pemberian umpan (feed rate) dan macam reduksi yang diinginkan.

C. Fine Crushing (Grinding Mill)               Milling merupakan proses kelanjutan dari primary crushing dan secondary crushing. Proses penghancuran dalam milling menggunakan shearing stress.

Milling diklasifikasikan menjadi beberapa macam berdasarkan :

1. Bentuk cella. Cylinder (produk yang ada masih kasar) Contoh untuk mill bentuk silinder adalah tube mill. pada tube mill ini produktanya masih agak kasar dan dalam proses penghancurannya perlu ditambahkan air sehingga bercampurnya dengan material menjadi pulp.b. Conical (produk halus) Contoh untuk mill bentuk conical adalah hardinge conical mill. Produktanya halus, lebih halus daripada produkta yang dihasilkan cylinder mill. Untuk akhir penghancuran memerlukan bola baja

Masda Rohal Shadiq

dengan diameter 2 – 3 inchi. Jumlah bola-bola baja dalam ball mill berkisar antara 50% - 60% dari volume mill dan kadang-kadang mencapai 80%.

d. Cylindro Conical  Mill jenis ini produktanya ada yang halus dan ada yang kasar, bentuk cell merupakan penggabungan antara bentuk cylinder dan conical.

2. Grinding Mediaa. Ball Mill (bola-bola baja) Contoh untuk mill ini adalah ball mill, yang telah diuraikan pada keterangan conical mill.b. Peable Mill (batu api/flint)c. Rod Mill (batang-batang Baja).            Grinding media pada rod mill adalah batang-batang baja, umpan yang dimasukkan ukurannya lebih kecil dari ¾ inchi dan produktanya berukuran -14 sampai -18 mesh. Umpan berukuran kecil, karena bila materialnya terlalu besar maka akan menimbulkan cataracting akibatnya batangan baja akan patah.           Dengan adanya rod maka tidak akan mengalami over grinding, hal ini karena rod tersebut saling sejajar sehingga umpan yang telah halus tidak akan mengalami penghancuran lagi. Hal ini dapat dilihat pada distribusi partikel pada rod mill.                Pada bagian (A) terlihat penyebaran material itu teratur dari besar di sebelah kiri dan yang kecil disebelah kanan. Pada bagian (B) penyebaran partikel ini acak-acakan ada yang besar dan ada yang kecil, tetapi di sini dapt dilihat bahwa partikel yang relatif besar saja yang mengalami penghancuran sampai akhirnya berukuran relatif sama sehingga tidak akan terjadi over grinding. Pada bagian (C) terlihat pada bagian kiri terdapat partikel yang besar (terlalu besar) sedangkan disebelah kanan partikelnya kecil. Hal ini menyebabkan timbulnya cataracting dan dapat menyebabkan patahnya rod.

3. Cara Memasukkan Umpana. Scoop Feederb. Drum Feederc. Scoop and Drum Feeder  Cara pemasukan umpan melalui kombinasi antara scoop dan drum.4. Lubang Pengeluarana. Grate Discharge          Proses penghancurannya dilakukan dalam keadaan basah dan pada lubang pengeluaran diberi saringan sehingga diharapkan hasilnya seragam. Kelemahanya kemungkinan grinding media yang kecil menutupi lubang saringan sehingga saringan tersumbat.b. Overflow Discharge        Mill jenis ini mirip dengan grate mill diatas, hanya saja pada mill ini tidak dilengkapi dengan saringan sehingga hasilnya tidak seragam.5. Kecepatan Putar Cella. Kecepatan Kritis          Yaitu kecepatan putar cell pada operasi milling dimana pada saat itugrinding media menempel pada dinding cell sehingga tidak terjadi proses abrasi maupun impact.b. Cataracting          Adalah kecepatan putar dari cell mill dimana grinding media akan menimbukan impact yang lebih besar dibandingkan abrasi.c. Cascading            Yaitu kecepatan putar pada cell mill pada operasi milling yang mengakibatkan grinding

Masda Rohal Shadiq

media lebih dominan bekerja secara abrasi maupun impact. Rumus kecepatan kritis adalah sebagai berikut :    dimana :  N = putaran, rpm  D = diameter cell mill, ft  r = jari-jari mill, ft  S = diameter mill, ft  s = diameter bola baja/grimding media, ft          Setiap mill bagian dari cell dilapisi oleh liner. Hal ini berguna untuk melindungi cell agar tidak aus dan rusak, selain itu juga membantu kerja dari grinding media. Liner ini jika sudah aus harus diganti dengan yang baru agar tidak merusak bagian mill. Lapisan pengganti (liner) biasanya terbuat dari baja campuran dan terdapat dalam beberapa tipe, yaitu ; shiplap. wedge bar dan ribbed plate.          Dalam pemakaian mill perlu diperhatikan kekerasan material yang akan dihancurkan karena liner yang dipasang harus lebih keras dari material yang akan dihancurkan. Operasi mill dapat dilakukan secara tertutup maupun terbuka. Untuk yang tertutup biasanya diombinasikan dengan classifier. Pada operasi ini terdapat istilah-istilah sebagai berikut :- Circulating Load Ratio         yaitu perbandingan antara material yang dikembalikan dari classifier ke mill dengan umpan yang masuk ke mill.    dimana :  d = persen berat kumulatif yang ada pada ukuran tertentu yang ada pada umpan  o = persen berat kumulatif yang ada dalam overflow pada classifier  s = persen berat kumulatif dalam underflow pada classifier

Masda Rohal Shadiq

BAB IIISAMPLING DAN ANALISA AYAK

A. Sampling           Sampling (pengambilan conto) merupakan tahap awal dari suatu analisis. Pengambilan conto harus efektif, cukup seperlunya tapi representatif (mewakili). Sampling harus dilakukan dalam tahapan yang benar sehingga hasil sampling yang didapat mampu mewakili material yang begitu banyak dan dapat dipakai sebagai patokan untuk mengontrol apakah proses pengolahan tersebut berjalan dengan baik atau tidak. Untuk hasil lebih baik dilakukan analisa mikroskop.             Increment adalah jumlah satuan mineral yang dikumpulkan dari populasi sebagai bagian dari contoh yang diperoleh dengan sekali pengambilan contoh.  Dari mekanismenya, pengambilan contoh dapat dibagi dua, yaitu :1. Hand sampling         Pengambilan contoh dilakukan dengan tangan, sehingga hasilnya sangat tergantung pada ketelitian operatora. Grab sampling        Pengambilan sampel pada material yang homogen dan dilakukan dengan interval tertentu dengan menggunakan sekop. Contoh yang diperoleh biasanya kurang representatif.b. Shovel sampling         Pengambilan sampel dengan menggunakan shovel, keuntungan cara ini lebih murah, waktu pengambilan cepat dan memerlukan tempat yang tidak begitu luas. Material conto yang diambil berukuran kurang dari 2 inchi.c. Stream sampling        Alat yang digunakan Hand sampling cutter. Conto yang diambil berupa pulp (basah) dan pengambilan searah dengan aliran (stream).d. Pipe sampling         Alat yang digunakan pipa/tabung dengan diameter 0.5, 1.0, dan 1.5 inchi. Salah satu ujung pipa runcing untuk dimasukkan ke material. Terdiri dari dua pipa (besar dan kecil) sehingga terdapat rongga diantaranya untuk tempat conto.Digunakan pada material padat yang halus dan tidak terlalu keras.e. Coning and quateringLangkah-langkah yang dilakukan :- Material dicmapur sehingga homogen- Diambil secukupnya dan dibuat bentuk kerucut- Ujung kerucut ditekan sehingga membentuk kerucut terpotong dan dibagi empat bagian sama besar- Dua bagian yang berseberangan diambil untuk dijadikan conto yang dianalisis  2. Mechanical sampling          Digunakan untuk pengambilan conto dalam jumlah yang besar dengan hasil yang lebih representatif dibandingkan hand sampling.  Alat yang dipergunakan, antara lain :a. Riffle sampler        Alat ini bentuknya persegi panjang dan didalamnya terbagi beberapa sekat yang arahnya berlawanan. Riffle-riffle ini berfungsi sebagai pembagi conto agar dapat terbagi sama rata.b. Vein sampler         Pada bagian dalam dilengkapi dengan revolving cutter, yaitu pemotong yang dapat berputar pada porosnya sehingga akan membentuk area yang bundar sehingga dapat memotong seluruh alur

Masda Rohal Shadiq

bijih.        Langkah selanjutnya setelah sampling adalah analisa yang meliputi penimbangan, pengayakan, mikroskopis dan analisis kimiawi jika diperlukan.

B. Analisis Ayak          Tujuan analisis ayak adalah untuk mengetahui :1. Jumlah produksi suatu alat2. Distribusi partikel pada ukuran tertentu3. Ratio of concentration4. Recovery suatu mineral pada setiap fraksi          Peralatan yang diperlukan dalam analisis ayak antara lain ayakan, timbangan, mikroskop dan alat sampling. Untuk melakukan analisis lebih baik digunakan dua ayakan dengan salah satunya dipakai sebagai pembanding.  Standar ukuran ayakan (screen)             Ukuran yang digunakan bisa dinyatakan dengan mesh maupun mm (metrik). Yang dimaksud mesh adalah jumlah lubang yang terdapat dalam satu inchi persegi (square inch), sementara jika dinyatakan dalam mm maka angka yang ditunjukkan merupakan besar material yang diayak.         Perbandingan antara luas lubang bukaan dengan luas permukaan screen disebut prosentase opening.Pelolosan material dalam ayakan dipengaruhi oleh beberapa hal, yaitu :1. Ukuran material yang sesuai dengan lubang ayakan2. Ukuran rata-rata material yang menembus lubang ayakan3. Sudut yang dibentuk oleh gaya pukulan partikel4. Komposisi air dalam material yang akan diayak5. Letak perlapisan material pada permukaan sebelum diayak  Kapasitas screen secara umum tergantung pada :1. Luas penampang screen2. Ukuran bukaan3. Sifat dari umpan seperti ; berat jenis, kandungan air, temperatur4. Tipe mechanical screen yang digunakan           Efisiensi screen dalam mechanical engineering didefinisikan sebagai perbandingan dari energi keluaran dengan eneri masukan. Dengan demikian dalam screening bukannya efisiensi melainkan ukuran keefektifan dari operasi.Faktor-faktor yang mempengaruhi effisiensi screen :1. Lamanya umpan berada dalam screen2. Jumlah lubang yang terbuka3. Kecepatan umpan4. Tebalnya lapisan umpan5. Cocoknya lubang ayakan dengan bentuk dan ukuran rata-rata material yang diolah.  

                 Dari hasil pengayakan dilakukan analisa mikroskop sehingga didapatkan hasil bahwa pada ukuran butir yang paling kecil derajat liberasinya makin besar. Dengan demikian berarti makin kecil ukuran butir makin sempurna material terliberasi atau terbebaskan dari ikatan gangue mineral.                 Selain itu dari hasil pengayakan yang dilakukan dengan dua ayakan akan dapat dibandingkan satu sama lainnya sehingga dapat diketahui efisiensi pengayakan yang paling baik.                 Derajat liberasi adalah perbandingan antara jumlah berat mineral bebas dan berat mineral yang sama seluruhnya (bebas dan terikat).  Efisiensi yaitu perbandingan antara undersize yang lolos dengan undersize yang seharusnya lolos.

Masda Rohal Shadiq

   Contoh :Dalam suatu analisis secara grain counting didapatkan data sebagai berikut : Ukuran   Berat     Jumlah Butir Mineral A   Jumlah Butir Mineral B                                     (mesh)  (gram)   Bebas          Terikat           Bebas           Terikat +28         20         4                6,5                    6              2,5      +35         50         10              12,25                 8              6,75                                    -35           30         12               2                      10              2   Hitung derajat liberasi bijih maupun kadar bijih bila BJ mineral A = 7 dan BJ mineral B = 2,5Jawab : Derajat Liberasi fraksi (+28#) mineral A =  4x7 x100%/(10,5x7) = 38,09 Kadar mineral A pada fraksi (+28#) =  10,5x7 x100%/((10,5x7)+(8,25x2,5)) = 77,57

Dengan cara yang sama dapat dihitung kadar (KD) maupun Derajat Liberasi (DL) tiap fraksi.Ukuran Berat  DL Fraksi  Kadar Fraksi  DL x Berat  KD x Berat + 28     20      39,09         77,57           781,8           1551,45+ 35      50      44,94         80,87            2247,19       4042,83- 35       30      85,71         75,82            2571,43       2274,66Jumlah  100                  Jumlah               5600,42        7869,94

Derajat Liberasi bijih = jumlah kolom 5 : jumlah kolom 2 = 5600,42 : 100 = 56%Kadar Bijih = jumlah kolom 6 : jumlah kolom 2 = 7869,94 : 100 = 78,699 %

           Dalam mencari kadar bijih jangan sampai kadar tiap fraksi dijumlahkan dan hasilnya dibagi tiga. Hal ini salah karena berat tiap fraksi tidak sama.

Masda Rohal Shadiq

BAB IVSIZING

             Sizing merupakan proses pengelompokan material, terbagi dalam dua cara ; screening, yaitu proses pengelompokan material berdasarkan ukuran lubang ayakan sehingga ukurannya seragam dan classifying, yaitu proses pengelompokan material mendasarkan pada kecepatan jatuh material dalam suatu media (air atau udara), dipengaruhi oleh densitas, volume dan bentuk material.

A. Screening       Tujuan dilakukannya screening adalah :1. Mempertinggi kapasitas unit operasi lainnya2. Mencegah terjadinya over crushing atau over grinding3. Memenuhi permintaan pasar Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan materian untuk menerobor ukuran ayakan adalah :1. Ukuran bukaan ayakan Semakin besar diameter lubang bukaan akan semakin banyak material yang lolos.2. Ukuran relatif partikel Material yang mempunyai diameter yang sama dengan panjangnya akan memiliki kecepatan dan kesempatan masuk yang berbeda bila posisinya berbeda, yaitu yang satu melintang dan lainnya membujur.3. Pantulan dari material Pada waktu material jatuh ke screen maka material akan membentur kisi-kisi screen sehingga akan terpental ke atas dan jatuh pada posisi yang tidak teratur.4. Kandungan air Kandungan air yang banyak akan sangat membantu tapi bila hanya sedikit akan menyumbat screen. Berdasarkan bentuk permukaannya, screen terbagi atas :1. Parallel Rod Screen Terbuat dari steel bars, kayu atau cast iron. Contohnya Grizzly2. Punched Plate Dibuat dari belt conveyor atau plat baja3. Woven Wire Screen Terbuat dari kawat yang dianyam, berupa baja, tembaga, monel atau alloy-alloy lainnya. Klasifikasi screen :1. Fixed Screen              Permukaannya sangat keras dan terbuat dari batangan baja yang dirangkai sejajar di pasang miring disesuaikan dengan angle of repose material agar material yang kecil lolos dan yang besar menggelinding. Contohnya Grizzly Screen.Keuntungannya :a. Harga relatif murahb. Digunakan untuk material yang kasarc. Peralatan sederhanaKerugiannya :a. Memerlukan banyak tempatb. Mudah tersumbat karena tidak ada getaranc. Kurang efisien2. Moving Screen (ayakan bergerak)        Screen bergerak sehingga memiliki efisiensi yang tinggi daripada fixed screen. Moving screen dibagi menjadi :a. Vibrating screen

Masda Rohal Shadiq

 Berdasarkan mekanisme kerjanya dibedakan menjadi :- Unbalance, alat ini dilengkapi dengan per, roll, pemberat seingga pada saat roll berputar akan menimbulkan getaran pada screen- Excentric, alat ini dapat bergetar karena gerakan excentric shaft sehingga menimbulkan gerakan naik turun- Cam dan Spring, getarannya dikarenakan gerakan berputar dari gear yang bergerigi yang dihubungkan dengan bagian screen sehingga gerakan putaran gear diubah menjadi gerakan naik turun- Electromagnetic, alat ini bergetar karena adanya gaya tarik magnet. Magnet dibuat secara induksi, yaitu dengan mengalirkan listrik pada kumparan kawat email.b. Shaking Screen Shaking screen biasanya digunakan dalam preparasi batubara. Permukaannya horisontal atau sedikit miring 10o – 15o. Gerakan alat ini maju, keatas, mundur begitu seterusnya sehingga lebih menguntungkan dibandingkan dengan vibrating screen.c. Trommol Screen            Alat jenis ini memiliki beberapa bentuk yaitu cylindrical, conical, prismatic dan pyramidal. Umumnya berdiameter 3 – 4 ft dan panjangnya 5 – 10 ft. Shell digerakkan oleh pulley dengan perantaraan central shaft. Cylindrical dan Prismatic dipasang miring sedangkan conical dan pyramidal dipasang pada poros yang horisontal.

B. Classifying             Kecepatan pengendapan tergantung pada ukuran, bentuk dan berat jenis partikel. Dalam classifying ini partikel kasar, berat dan berbentuk bulat akan mengendap lebih cepat daripada partikel yang ringan dan berbentuk tidak teratur. Ukuran butir yang dapat dipisahkan 20# - 300#. Kecepatan pengendapan pada classifying menurut hukum stoke :  keterangan : g = 9,81 m/det2 D = diameter partikel  = densitas solid  = densitas fluida  = viscositasBerdasarkan media pemisahnya, classifying dibagi menjadi :1. Sorting Classifier menggunakan cairan kental          Pada sorting classifier, kondisi pengendapannya adalah hindered settling yaitu pengendapan yang mengalami hambatan, Meskipun dalam media yang kental mineral yang mempunyai berat jenis yang berat lebih dulu mengendap bila dibandingkan dengan mineral yang mempunyai berat jenis ringan.           Pemisahan dicapai atas dasar sorting, yaitu sizing yang berdasarkan berat jenis dan bentuk. Classifier ini biasanya digunakan untuk produkta yang relatif kasar. Contoh-contoh yang termasuk dalam sorting classifier adalah :a. Evan Classifier             Alat ini terdiri dari sloping launder (pencuci miring) yang dilengkapi dengan rectangular box yang terbuka dan terletak pada daerah pencucian BC (lihat gambar 10). Air dimasukkan melalui pipa yang diatur dengan sebuah klep F. Partikel yang mengendap lebih cepat akan dikeluarkan melalui pipa spigot G, sedangkan partikel yang pengendapannya lambat (overflow) akan dikembalikan kedaerah pencucian E. Air yang dimasukkan melalui F lebih dikenal dengan hydraulic water.b. Richard Hindered Settling Classifier         Pada alat ini digunakan kolom cylindrical sorting sebagai ganti dari rectangular boxes dari

Masda Rohal Shadiq

evan classifier. Sedangkan hydraulic water dimasukkan melalui bagian bawah kolom cylindrical sorting. Classifier ini merupakan tipe yang lebih sempurna jika dibandingkan dengan Evan Classifier.c. Fahrenwald Sizer          Alat ini terdiri dari tangki yang berbentuk trapesium A, dilengkapi dengan 5 buah rectangular classifying pocket dan cylindrical pocket. Masing-masing rectangular classifying pocket dan cylindrical pocket akan menghasilkan produkta melalui spigot dimana ukuran butir dari rectanguler pocket yang pertama sampai ke cylindrical semakin halus.d. Hydrator Classifier          Pada alat ini hindered settling cone terdapat pada bagian darar dari classifier suplement, sedangkan free settling cone terdapat pada bagian atas. Zone-zone ini terjadi akibat adanya peningkatan aliran pada zone bawah sedangkan pada zone atas tidak terjadi peningkatan kecepatan aliran.          Hydrostator classifier saat ini dilengkapi dengan mesin pengontrol pulp density dan alat pemisah slime particel dari overflow dan underflow. Alat ini digunakan untuk pencucian batubara.2. Sizing Classifier menggunakan cairan encer          Dalam sizing classifier diperlukan penambahan air disamping air yang telah ada dalam suspensi. Sizing classifier inimenggunakan kondisi free settling yaitu pengendapan dari material secara individu yang mengendap secara langsung atau tanpa hambatan dari material lain. Sizing classifier dibagi menjadi dua macam, yaitu :a. Settling Cone           Settling cone merupakan conical sheet metal shell dengan puncak (apex) pada bagian bawah. Umpan dimasukkan pada bagian atas (centre) ke bagian dalam sebuah cylindrical kecil atau cylindriconical shell, yang berfungsi untuk mencegah lewatnya umpan ke overflow. Debit air yang masuk lebih besar daripada debit air yang keluar. Untuk mengatur pengeluaran underflow digunakan semacam pelampung.            Contohnya Allen Automatic Classifier. Pada alat inipemasukan dan pengeluaran diatur secara otomatis karena mempunyai bagian yang bergerak atau pelampung (float) F, yang ditempatkan didalam cylindriconical shell yang mengelilingi feed shell A dan juga baffle B yang bekerja berlawanan dan mengakibatkan spigot J akan tertutup. Tetapi apabila level dari sedimen E telah dicapai maka untuk mencegah lolosnya pulp dari feed shell ke dalam classifier atau jika di situ ada suspensi yang telah mencapai batas maka pelampung akan naik dan spigot akan terbuka, spigot akan tertutup lagi jika batas sedimen dan densitas menjadi rendah. Pengaturan densitas dari spigot produk dilakukan dengan cara mengatur posisi pemberat K. Agar lebih jelas maka dapat dilihat pada gambar dibawah.b. Mechanical Classifier         Mekanisme pemisahan pada mechanical classifier menghasilkan empat zone, yaitu :- Zone A, merupakan zone yang pertamakali terbentuk dan lapisan ini merupakan lapisan yang tidak aktif yang berfungsi untuk melindungi lapisan dasar dari alat.- Zone B, Merupakan zone bergerak, material-material yang ada mengalami penggarukan dan ukurannya agak kasar yaitu berupa pasir yang dikeluarkan sebagai underflow- Zone C, merupakan quick sand yang berupa suspensi antara air dan solid yang berbeda dalam keadaan agitasi dan mempunyai daya apung sehingga seolah-olah merupakan suspensi yang mempunyai densitas yang sama. Zone ini mempunyai volume tetap. Apabila ada partikel baru yang masuk dalam zone ini yang mempunyai ukuran dan densitas yang sama maka partikel tersebut akan mendesak partikel yang ada dalam zone C untuk mengendap, sehingga partikel-partikel dalam zone ini akan tetap.- Zone D, merupaka zone yang selalu bergerak dengan arah horisontal. Hal ini disebabkan karena adanya aliran media dan partikel ke arah tepi overflow discharge yang mengalirkan partikel halus. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan :

Masda Rohal Shadiq

- Kemiringan Classifier (slope)        Untuk pemisahan yang kasar biasanya slope dibuat antara 2,5 – 3,5 inchi per feet, sedangkan yang lebih halus sekitar 1,5 -2,5 inchi per feet. Juka slope besar maka memberikan kesempatan pada partikel menjadi overflow lebih besar. Tetapi kemungkinan material yang telah digaruk kembali jatuh (mengendap) sehingga classifier akan menghasilkan produkta yang bersih.- Feed Rate        Ditentukan oleh kapasitas overflow dan overflow tergantung pada penjang dari bibir overflow yang memberi kesempatan pada material untuk keluar sebagai overflow.Mechanical classifier dibedakan menjadi beberapa macam, yaitu :i. Rake Classifier Contoh alat ini adalah :- Dorr Rake Classifier           Alat ini terdiri dari tangki yang biasanya terbuat dari besi, beton kayu maupun metal lainnya dan settling box yang berbentuk segiempat. Bagian atas (sand discharge end) terbuka sedangkan bagian bawah (slime overflow end) tertutup oleh tail board dan bibir overflow. Rake yang digunakan satu, dua maupun tiga buah. Rake ini degerakkan oleh head motion yang terletak pada sand discharge end. Gerakan yang dihasilkan diteruskan pada sebuah sistem dari heavy gear, pinion, crank dan exentric. Gerakan menggaruk (raking) yang diberikan oleh head motion akan disalurkan pada bidang datar vertikal yang berbentuksegiempat (indicator diagram) dengan bagian sudut atas bundar. Sesaat sebelum raking stroke dimulai, rake blade diturunkan dan akan memberikan gerakan maju ke arah depan discharge end classifier. Pada batas raking stroke maka blade akan naik dan bergerak lagi ke titik semula.- Dorr Bowl Classifier          Alat ini dilengkapi dengan settling tankyang luas dan berbentuk silinder dengan bagian atas dan bawah berbentuk flat cone. Dorr BowlClassifier dengan settling area yang luas digunakan untuk material berukuran sangat halus dari pada Dorr Rake Classifier. Penyekat overflow yang panjang dan settling tank yang relatif luas akan mengurangi amplitudo dari gelombang pulp dan akan menghasilkan ukuran overflow yang lebih tepat. Dorr Rake dan Dorr Bowl Classifier sangat banyak digunakan.- Dorr Multizone Classifier           Alat ini menggunakan dua settling cone, hindered settling atau kecepatan (zone dekat rake) dan free settling atau zone diam yang merupakan sorting zone pada ruang yang mengelilingi di atas hindered settling zone. Alat ini cocok untuk material yang relatif kasar dan slope yang diterapkan antara 2 – 3 inci/feet.ii. Drag Classifier            Yang termasuk alat ini adalah Esperanza Classifier. Alat ini terdiri dari sebuah bak miring yang panjang, pada dasar bak ini butiran besar dan berat akan diendapkan sedangkan butiran yang halus dan ringan akan menjadi overflow.iii. Spiral Classifier               Termasuk dalam alat ini adalah Akins Classifier. Peralatan ini biasanya menggunakan bak yang miring dan mechanical classifier dimana pulp ditempatkan dan digerakkan dengan sebuah atau lebih spiral ribbon yang berputar pada suatu poros (shaft).Spiral ribbon ini bertindak sebagai rake pada Dorr Classifier atau scrapping flight pada Esperanza Classifier yang berfungsi tidak hanya untuk memindahkan material yang mengendap tapi juga untuk mengangkat material. Di dalam Akins Classifier endapan solid dijungkirbalikkan oleh spiral sebelum pengeluaran akhir.Keuntungan dari Akins Classifier adalah :- kapasitas tinggi- volume settling zone besar dan luas- ongkos pemakaian dan pemeliharaan rendah- efisien dan mudah penanganannya

Masda Rohal Shadiq

          Diameter spiral 10 -100 inchi dengan kecepatan putar untuk spiral berukuran besar adalah 6 rpm dan untuk spiral berukuran kecil yaitu 20 rpm. Spiral classifier ini dioperasikan dengan kemiringan (slope) 3 – 4 inchi/feet.iv. Hardinge Counter Current Classifier         Bentuk alat ini berupa tabung yang didalamnya terdapat pengaduk. Alat ini diletakkan dalam keadaan sedikit miring agar overflow dapat mengalir keluar. Pada kedua sisinya terdapat lubang pengeluaran yaitu untuk overflow dan lainnya untuk underflow.3. Sizing Classifier menggunakan udara          Pada sizing classifier karena menggunakan udara maka classifier ini sering disebut dengan pneumatic classifier. Kebanyakan penggunaan classifier ini adalah untuk menghilangkan debu-debu dengan menggunakan hembusan udara yang dilengkapi dengan alat pengumpul debu/kotoran. Pemisahan partikel-partikel pada alat ini dipengaruhi oleh :- distribusi ukuran, bentuk butir, berat jenis, kelembaban dari partikel tersebut- kecepatan pengaliran udara, temperatur, kelembaban, viscositas dar udara yang dihembuskan- sifat permukaan, besarnya gaya yang ditimbulkan dari alat yang digunakan Classifier dengan media udara ini dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :a. Berdasarkan Gravitasi Pemisahan yang terjadi pad classifier dengan udara berdasarka gaya gravitasi ini disebabkan karena adanya perbedaan gaya gravitasi yang ditimbulkan oleh partikel itu sendiri. Partikel yang berbutir besar akan mempunyai gaya gravitasi yang besar pula, begitu pula sebaliknya. Selain itu juga dipengaruhi oleh berat jenis dari partikel tersebut. Dengan adanay udara yang disemprotkan maka butiran-butiran partikel yang halus dan kasar akan terpisahkan. Partikel yang halus akan terlempar lebih jauh dibandingkan partikel kasar.b. Berdasarkan Inersia (movement) Pada pemisahan berdasarkan inersia ini, partikel diberi gaya sehingga material ini akan terdorong atau terlempar.

 Kapasitas classifier dipengaruhi oleh :1. Kemiringan alat Untuk material kasar slope antara 2,5 – 3,5 inchi per feet2. Kecepatan masuknya umpan3. Dillution Yaitu perbandingan antara air dengan solid. Jika airnya banyak maka materialnya agak halus4. Kecepatan penggarukan Bila terlalu cepat maka akan menimbulkan agitasi sehingga hasilnya tidak bersih  Kapasitas classifier dapat dihitung dengan menggunakan rumus :   dimana : C = kapasitas, ton solid/jam A = luas penampang melintang, ft2 v = kecepatan, ft/menit y = volume solid, % a = konstanta, nilainya = 1,875  = berat jenis solid

 Efisiensi classifier sukit ditentukan secara tepat, tapi dapat dihitung dengan rumus berikut :   dimana : E = efisiensi c = prosentase berat material dalam overflow yang lebih kecil dari mesh of separation

Masda Rohal Shadiq

 f = prosentase berat material dalam umpan yang lebih kecil dari mesh of separation t = prosentase berat material dalam underflow yang lebih kecil dari mesh of separationatau dengan rumus lain :   dimana : E = efisiensi C = tonase overflow classifier F = tonase feed classifier c = prosentase berat material dalam overflow yang lebih kecil dari mesh of separation f = prosentase berat material dalam umpan yang lebih kecil dari mesh of separation

Contoh soal berkaitan dengan kolam pengendapan :

 Bijih yang masuk dalam proses pengolahan sebesar 5000 tpd (ton per day), bila nosbah konsentrasi 10 : 1, serta tailingnya mengandung 20% solid, hitunglah volume tailing yang masuk ke settling pond (kolam pengendapan). Berat jenis bijih adalah 3 ton/m3 (dalam tailing). Hitung pula kecepatan terminal partikel berdiameter 2 micron yang BJ = 2,8 gr/cc. Jika tailing dimasukkan dalam kolam pengendapan, berapa luas kolam pengendapan.

Jawab :

Nisbah konsentrasi = 10, berarti berat konsentrat = 5000/10 = 500 ton, berat tailing = 5000-500 = 4500 ton% solid = 20%, maka berat air dalam tailing = (80/20)x4500 = 18.000 tonvolume tailing keseluruhan = (4500/3)+(18.000/1) = 19.500 m3/hariKecepatan pengendapan pada classifying menurut hukum stoke :  dimana : g = 9,81 m/det2 D = diameter partikel  = densitas solid (2,8 gr/cc)  = densitas fluida  = viscositas (1 centipoise = 0,01), 1000 centipoise = 1 kg/m det   Kecepatan pengendapan tailing : = 3,92 x 10-4 cm/det = 3,92 x 104 x 102 m/det  = (3,92 x 106) x (24x60x60) m/hari = 0,3387 m/hariLuas kolam yang diperlukan untuk menampung tailing :  

Sketsa Alat

FeederMacam – macam feeder :1. Apron feederJumlah pemasukan material (kapasitas muatan) dikontrol oleh peningkatan dan penurunan gerbang (gate) atau dengan merubah kecepatan feeder.Gambar:

Masda Rohal Shadiq

 2. Chain feedersChain feeders digunakan untuk memasukkan umpan ke dalam jaw crusher. Alat ini terdiri dari sebuah bin kecil dengan bagian depan yang terhalang oleh sebuah heavy chain. Jumlah muatan dikontrol oleh kecepatan chain yang berbeda-beda.ClassifierMacam-macam classifier:1. Akins classifier Akin classifier merupakan jenis classifier yang memilki kemiringan dimana proses agitasi pulp di jaga oleh satu atau lebih spiral yang terletak sejajar.   Gambar: 2. Pneumatic classifiers  Pneumatic classifiers menggunakan medium yang memiliki kekentalan lima puluh hingga seratus kali lebih besar dari air. Settling velocity dari pneumatic classifier kira-kira 100 kali lebih besar dari water classifier. 

Masda Rohal Shadiq

BAB VGRAVITY CONCENTRATION

            "Gravitiy Concentration" adalah proses konsentrasi yang mendasarkan pada gaya gravitasi. Proses ini terbagi menjadi beberapa macam, yaitu :Mendasarkan pada aliran air horizontala. Shaking Tableb. Sluice Boxc. Humprey Spiral

Mendasarkanpada aliran air vertikala. JiggingMendasarkan pada berat jenis mediaa. Heavy Liquid Separatorb. Heavy Media Separator

A. Mendasarkan Pada Aliran Air Horisontal          Bila air dibawah kondisi laminer mengalir dalam bidang miring yang licin, maka distribusi kecepatan berbentuk parabol dan kecepatan pada dasar = nol, karena bergesekan dengan dasar, dengan bilangan reynold (Re) = 500.

              Apabila campuran mineral berat dan ringan dialirkan bersama-sama dengan air, maka susunan mineral dalam aliran tersebut adalah :- mineral berat berukuran halus sampai kasar- dilanjutkan mineral ringan halus sampai kasar           Ada kemungkinan bahwa posisi mineral berat kasar jadi satu dengan mineral ringan halus.Susunan ini disebabkan karena pengaruh kecepatan aliran dan gaya dorong air, sehingga mineral ringan dan kasar akan lebih besar mendapat gaya dorong air.              Sebaiknya apabila campuran mineral berat dan ringan dijatuhkan dari atas ke sebuah aliran air, maka susunanya adalah sebagi berikut.- mineral berat dan kasar akan terpental paling dekat dengan sumbernya- mineral ringan dan halus akan paling jauh dari sumbernya            Ada kemungkinan susunan mineral berat halus jadi satu dengan mineral ringan kasar.Maka untuk menghindari hal tersebut terjadi atau agar terjadi pemisahan antara mineral berat dengan mineral ringan, maka ukuran campuran mineral tersebut disamakan dengan jalan pengayakan.

1. Shaking Table (meja goyang)            Tabling adalah suatu proses konsentrasi untuk memisahkan antara mineral berharga dengan mineral tidak berharga, mendasarkan pada perbedaan berat jenis mineral melalui aliran fluida yang tipis. Oleh karena itu proses ini termasuk dalam Flowing Film Concentration. Alat yang digunakan adalah Shaking Table.             Prinsip pemisahan dalam tabling ialah ukuran mineral harus halus karena proses konsentrasi ini mendasarkan pada aliran fluida tipis. Adanya gaya dorong air terhadap partikel yang sama besarnya tapi berbeda berat jenisnya, maka partikel yang ringan akan mengalami dorongan air yang lebih besar dari partikel berat. Dengan adanya gerakan maju mundur dari       ”head motion” maka partikel yang berat akan melaju lebih jauh dari partikel yang ringan sampai akhirnya partikel-partikel tersebut masuk ke tempat penampungan.           Untuk mendapatkan aliran air yang turbulen maka dipasang alat yaitu ”riffle”, dengan

Masda Rohal Shadiq

demikian partikel yang ringan akan cenderung untuk meloncat dari riffle satu ke riffle lainnya dibanding partikel yang berat yang hanya akan menggelinding searah dengan riffle tersebut. Proses ini berjalan terus menerus sehingga antara mineral yang mempunyai berat jenis besar dengan yang ringan dapat terpisahkan.Gaya-gaya yang bekerja dalam tabling adalah :a. Gaya gesek antara partikel dengan dek (khusus partikel berat yang dominan)b. Gaya dorong air (khusus partikel ringan lebih dominan)c. Gaya gravitasiFaktor-faktor yang mempengaruhi produk, antara lain :a. kemiringan dek           Dek yang terlalu miring akan mempengaruhi kecepatan aliran air dan bila kecepatan aliran air tersebut terlalu cepat maka partikel ringan akan terbawa air semuanya sehingga yang tertinggal hanya mineral berat. Dengan begitu hasil yang didapatkan adalah produkta yang berkadar tinggi tetapi kapasitasnya sedikit. Untuk kemiringan yang kecil sehingga kecepatan aliran air lambat maka produkta yang didapat berkadar rendah dengan kapasitas besar. b. kecepatan feeding dan kemiringan           Bila terlalu cepat pengumpananya dan kemiringan dek kecil, maka proses pemisahan akan berjalan kurang baik karena umpan tertumpuk dan akan masuk ke konsentrat. c. persen solid            Bila terlalu encer pemisahan akan baik dan sebaliknya bila kental maka semua partikel akan masuk ke konsentrat.d. jumlah dan panjang stroke           Pengaruh terhadap proses pemisahan adalah stroke yang panjang untuk material kasar dan stroke kecil untuk material halus. Kelakuan partikel di dalam flowing film concentration dipengaruhi oleh beberapa faktor :a. kemiringan dekb. viscositas fluidac. koefisien gesek antara partikel dengan dekd. ketebalan dari ”fluid film” atau kecepatan dari aliran fluidae. bentuk partikelf. berat jenisg. kekerasan permukaan dek           Pada dek yang horisontal, tidak akan ada gerakan dari partikel. Partikel akan mulai bergerak bila dek mempunyai kemiringan. Macam-macam meja goyang (shaking table) antara lain :a. Wilfley Table          Alat ini berbentuk empat persegi panjang dengan riffle dibuat mulai dari ukuran pendek hingga panjang. Faktor yang sering diubah adalah kemiringannya.b. Butchart Table           Bentuk head motion hamper sama dengan wilfle table tetapi berbeda pada rifflenya. Riffle pada alat ini membengkok kearah atas. Dengan riffle ini material dipaksa untuk naik pada bagian riffle yang membelok kea rah atas sebelum sampai ke tempat konsentrat.c. Card Table               Riffle berbentuk triangular yang agak kasar dan pembuatannya langsung pada dek tersebutd. Deister Overstorm, Plat O Table              Pada dasarnya perbedaan macam-macam meja goyang ini terletak dari head motion dan bentuk rifflenya. Kapasitas dari table dipengaruhi oleh :a. Ukuran umpanb. Operasi yang dikehendakic. Perbedaan berat jenis antara mineral yang dipisahkan

Masda Rohal Shadiq

d. Berat jenis rata-rata dari mineral yang akan dipisahkan Gambar Shaking Table

2. Sluice Box            Prinsipnya adalah memisahkan antara mineralberharga dengan yang tidak berharga mendasarkan atas gaya beratnya. Alat ini berbentuk box atau kotak yang bagian dalamnya dilengkapi dengan riffle, yang gunanya untuk menahan material yang mempunyai berat jenis relatif besar dibandingkan dengan material lain sehingga mampu mengimbangi gaya dorong dari aliran air.            Jadi yang mempengaruhi berhasil tidaknya dalam melakukan operasi pemisahan dengan alat ini adalah :a. Kecepatan aliran dan ketebalan aliran fluida            Bila kecepatan dan ketinggian fluida terlalu besar maka mineral yang ada baik itu mineral berat maupun ringan dan ketebalan yang besar dari fluida akan membuat arus turbulen yang besar dan ini yang membuat material meloncat dari riffle.b. Berat jenis material yang akan dipisahkan            Berat jenis dari material harus cukup besar karena material itu harus dapat mengimbangi derasnya arus dengan gaya berat sehingga material itu akan dapat terhalangi oleh riffle. Bila material itu mampunyai berat jenis yang kecil, akan hanyut terbawa oleh aliran air.c. Banyaknya air/fluida            Bila air yang digunakan untuk memisahkan mineral ini hanya sedikit, maka mineral tersebut tidak akan dapat terpisahkan atau hasilnya adalah heterogend. Ketinggian riffle              Ketinggian riffle harus sebanding dwngan ketebalan aliran air, paling tidak harus melebihi +/- 0,5 cm dari permukaan rifflee. Panjang box                Panjang box sangat menentukan karena makin panjang akan semakin besar kemungkinan material itu untuk tersangkut pada roffle sehingga hasilnya semakin besar  Dalam sluice box ini, macam riffle ada dua :a. Riffle memanjangb. Riffle melintang Tahap-tahap dalam sluicing adalah :a. Pemasukan umpanb. Pencucianc. Pengambilan konsentrat         Khusus untuk pengambilan konsentrat maka riffle diangkat atau dibuka lalu disemprot dengan air, maka material yang dikehendaki itu dapat diambil dari sluice box tersebut.

3. 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.

Masda Rohal Shadiq

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#.

Masda Rohal Shadiq

B. Mendasarkan Pada Aliran Air Vertikal (Jigging)               Jigging adalah proses pemisahan ineral yang berharga dengan mineral tidak berharga berdasarkan pada perbedaan berat jenis mineral tersebut dengan aliran fluida yang vertikal Dalam jigging terjadi stratifikasi atau perlapisan pada partikel yang akan dipisahkan. Hal ini terjadi karena partikel-partikel tersebut berbeda berat jenisnya. Faktor-faktor yang mempengaruhi stratifikasi adalah :1. Hindered Settling Classification           Pada campuran material dengan cairan yang menjadi cairan crowded atau menjadi pulp, akan terjadi proses pengendapan material setelah mengalami halangan diantara partikel-partikel itu sendiri berdasarkan besar butir mineral. Untuk material dengan ukuran butir kecil tapi mempunyai berat jenis besar akan lebih dulu mengendap demikian juga untuk mineral besar dengan berat jenis besar juga akan mengendap lebih dulu dibandingkan dengan mineral berberat jenis ringan. Peristiwa ini terjadi pada saat jig mengalami pulsion sehingga ada aliran air ke atas yang akan membuat material tersebar atau terlempar ke arah atas. Material yang berat jenisnya kecil akan terlempar lebih jauh daripada mineral yang berat jenisnya besar.           Jadi disini material yang mempunyai berat jenis besar tapi ukurannya kecil akan sama waktu mengendapnya dengan material yang besar tapi mempunyai berat jenis kecil, demikian juga sebaliknya.2. Differential Acceleration           Di dalam jigging partikel bergerak selama periode percepatan dan karena itu partikel berat akan mempunyai percepatan awal dan kecepatan jatuh lebih besar daripada partikel ringan.3. Consolidation trickling           Pada waktu akhir dari suction, partikel-partikel berukuran kecil tapi berat jenisnya besar akan mempunyai kesempatan untuk menerobos diantara partikel-partikel itu maupun kesempatan menerobos jog bed daripada mineral ringan dan kecil.

 Persyaratan untuk jig adalah harus ada :1. Pengatur stroke2. Pengatur underwater3. Pengatur umpan/konsentrat4. Screen dan raging disesuaikan

 Persyaratan untuk jig bed (ragging)1. Mempunyai kecepatan mengendap antara mineral berat dan ringan2. Tidak mudah hancur3. Ukuran partikel jig bed harus lebih besar dari screen4. Fluktuasi ukuran butir kecil

 Fungsi dari under water adalah :1. Untuk mengeliminir ruangan yang vakum pada saat suction sehingga hisapan akibat suction agak berkurang2. Menambah air

           Untuk memperkirakan apakah suatu mineral akan dapat dipisahkan dengan baik atau tidak dari mineral lainnya adalah dengan cara mengetahui criteria concentration.  dimana : dh = berat jenis mineral berat dl = berat jenis mineral ringan dm = berat jenis media pemisah

Masda Rohal Shadiq

Jika harga CC :- 2,50 = pemisahan dapat dilakukan untuk segala ukuran- 1,75 = pemisahan hanya dapat dilakukan pada ukuran 65# - 100#- 1,5 = pemisahan hanya dapat dilakukan pada ukuran 10#- 1,00 = sulit dilakukan pemisahan

 Pembagian jig berdasarkan sieve atau screen :1. Fixed Sieve Jiga. Fix Sieve Plunge Jig            Alat yang termasuk didalamnya adalah Harz jig. Penggerak alat ini adalah plungger yang bergerak naik turun sehingga menimbulkan suctiondan pulsion. Tempat konsentrat terletak di bagian bawah sedangkan dibagian atas tempat keluarnya tailing, ini semua terletak di bagian atas screen. Alat ini terbuat dari kayu atau beton, yang terdiri dari beberapa kompartemen yaitu konsentrat, middling dan tailing.b. Fixed Sieve Air Pulsator Jig             Contoh alat ini adalah Baum jig. Alat ini mempunyai fixed sieve (a) yang dilalui air yang terdorong karena tekanan udara. Secara mekanis tekanan udara dikontrol oleh valve (b) menuju closed chamber (c) dan selanjutnya ke ruang bawah kompartemen sieve. Perubahan kecepatan tekanan udara pada closed chamber dikendalikan oleh perangkat mekanisme valve. Screen pengeluaran dari depan yang digerakkan aleh mekanisme float (d). Material ringan dikeluarkan melalui bagian atas. Alat ini digunakan dalam pencucian batubara.c. Fixed Sieve Diaphragma Jig              Alat yang termasuk jenis ini adalah Bendelari jig. Gerakan pulsiondan suction dehasilkan dari diaphragma yang terbuat dari karet. Diaphragma mengembang dan mengempis sehingga menimbulkan gerakan ke atas. Diaphragma terletak pada bagian dalam dari alat tersebut yang digerakkan oleh torak yang naik turun karena dihubungkan dengan eksentrik. Under water disalurkan pada bagian bawah saringan melalui sebuag klep pada saat diaphragma bergerak turun.d. Fixed Sieve Pulsator Jig

2. Movable Sieve Jig                Yang termasuk movable jig adalah hancock jig. Alat ini berupa tangki yang berbentuk rectangular atau kotak persegi panjang dengan sieve yang bergerak dan dijalankan secara mekanik. Gerakan dari sieve tidak hanya naik turun tapi juga ke depan belakang dengan percepatan yang besar. Konsentrat dikumpulkan pada hutch dari kompartemen terakhir. Kapasitas sangat besar, dari 300 – 600 ton per hari dengan mesin ukuran panjang 25 ft dan lebar 4 ft.

C. Mendasarkan Pada Berat Jenis Media               Dense media separation adalah pemisahan material satu dengan lainnya mendasarkan atas cairan media yang berat dan umumnya tidak bereaksi langsung dengan material yang akan dipisahkan. Ada tiga macam medium yang digunakan, yaitu :- larutan garam dan air- organic liquid- suspensi antara solid dan air Proses pemisahannya berdasarkan sink (tenggelam) dan float (mengapung) Tempat pemisah (alat yang digunakan) adalah :- drum separator- huntington heberlein sink-float- wemco cone separatorDense Media Separation ini dibedakan menjadi dua bagian, yaitu :

Masda Rohal Shadiq

1. Heavy Liquid Separation (HLS)               Adalah suatu cara pemisahan yang mendasarkan pada perbedaan berat jenis mineral dengan menggunakan media pemisah suatu liquid yang biasanya merupakan cairan organik. Cairan yang sering digunakan adalah :- Tetra Bromethane (C2H2Br4 – SG = 2,96)- Ethylene Dibromide (C2H4Br2 – SG = 2,17)- Penta Chlorethane (C2HCl5 – SG = 1,68)- Trichlorethylene (C2HCl3 – SG = 1,46)- Calcium Chloride (CaCl2 – SG = 1,55)Keuntungan HLS adalah :a. Peralatan yang dibutuhkan relative kecilb. Specific gravity dapat diperhitungkan secara tepat   c. Cairan dapatmudah dipisahkan dari produkta jika percobaan telah selesaid. Percobaan dengan menggunakan HLS akan menghasilkan produkta yang optimumKerugian HLS adalah biaya pengolahannya relatif mahal. Industri yang menggunakan HLS dalam produksinya adalah :a. Lessing Process            Merupakan proses untuk memisahkan batubara dari pengotornya. Sebagai medium pemisahnya adalah CaCl2. Biasanya batubara yang dipisahkan dengan proses ini berukuran 60#. Hasilnya merupakan batubara yang bersih dan ringan. Pemisahannya menggunakan elevator.b. Bertrand Process            Dalam proses ini cairan yang digunakan juga CaCl2. Untuk mengurangi pemakaian dari medium ini maka dilakukan dengan cara counter washing system, yaitu dengan jalan menyemprotkan cairan dengan spesific gravity dari media yang bertahap, misalnya : 1,05; 1,08; 1,25; 1,40 dan seterusnya ke dalam batubara yang dimasukkan ke dalam meja goyang. Maksud disemprotkannya dengan specific gravity yang berurutan adalah bila material langsung disemprotkan dengan cairan SG = 1,40 maka material akan menyerap cairan berat ini dan lainnya akan lebih kecil dari 1,40. Padahal cairan dengan SG ini mahal harganya, lebih mahal daripada cairan dengan SG = 1,05 sehingga proses ini akan memakan biaya tinggi. Sekarang ini cara HLS sudah tidak banyak lagi dipakai, hanya digunakan untuk pengujian di laboratorium.c. Du Pont Process             Pada proses ini biasanya material tidak langsung dilakukan pemisahan dengan cairan, tetapi dikerjakan dulu pada suatu tempat yang mempunyai cairan dengan SG yang rendah. Hal ini dimaksudkan untuk mengurangi penyerapan. Syarat yang harus dipenuhi adalah :i. Bijih harus dilakukan preparasi agar tidak ada yang berukuran halusii. Digunakan parting liquid, harus mempunyai kelarutan yang rendah terhadap airiii. Viscositas rendahiv. Diharapkan mempunyai tekanan uap yang rendah, stabil dan tidak mudah terbakarv. Tempat pemisahan harus tertutup untuk menghindari penguapan karena parting liquid ada yang beracunvi. Diharapkan ada sirkulasi dari parting liquid Yang dipakai untuk parting liquid antara lain ; starch asetate 0,01% dan tannic acid

2. Heavy Media Separation (HMS)                Di dalam HMS ini umpan harus diayak terlebih dahulu untuk menghilangkan bijih yang berukuran kecil dan juga menggunakan pencucian. Butir halus diayak dan slime dicuci karena partikel yang halus akan menambah kekentalan dari medium. Selain itu suspensi yang digunakan harus dapat disirkulasikan kembali. Suspensi ini terdiri dari :

Masda Rohal Shadiq

a. Campuran antara magnetit dan airb. Ferro silicon SG = 6,7 – 6,9c. Galena SG = 7 dengan air Mekanisme HMS :a. Oversize 10# masuk ke dalam cone yang berisi media dengan SG tertentub. Pada cone terjadi pemisahan (sink and float). Secara terpisah Float dan Sink dipompakan ke drainage screenc. Material tercuci maupun material gangue disemprot dengan air agar material itu terbebas dari mediad. Air dan media diproses kembali untuk mendapatkan SG tertentu dengan memasukkannya ke dalam conee. Media yang lolos saringan dikembalikan lagi ke cone.

BAB VIMAGNETIC SEPARATION

            Magnetic Separation adalah adalah suatu cara pemisahan mineral atau bijih yang mendasarkan pada sifat kemagnetannya. Hal ini dapat dilakukan karena bijih yang terdapat di alam mempunyai sifat kemagnetan yang berbeda-beda antara bijih yang satu dengan yang lain. Ada yang sifat kemagnetannya tinggi (ferromagnetic), lemah (paramagnetic) dan non magnetic (diamagnetic).

1. Diamagnetic             Merupakan sifat mineral yang ditolak sepanjang garis gaya magnet, jika mineral tersebut dalam medan magnet. Hal ini disebabkan karena mineral tersebut sukar menyesuaikan medan magnet sekitarnya, karena sifat kemagnetanya berubah-ubah.Contoh bijih antara lain ; garnet, pyrit, kuarsa, kalsit, cassiterite (non magnetic)2. Paramagnetic             Merupakan sifat mineral yang tertarik sepanjang garis gaya magnet, jika mineral tersebut berada dalam medan magnet. Hal ini disebabkan karena sifat kemagnetannya mudah menyesuaikan dengan keadaan medan magnet sekitarnya.Contoh bijih antara lain ; siderit, hematit, pyrhotit, limonit (weakly magnetic)3. Ferromagnetic               Sama dengan paramagnetic hanya saja lebih kuat bila dibandingkan dengan paramagnetic.Contoh bijih antara lain ; magnetit, ilmenit, franklinite (strongly magnetic).

            Medan magnet suatu magnet merupakan suatu ruangan yang mengitari magnet yang masih dipengaruhi oleh magnet itu sendiri. Medan magnet digambarkan oleh garis gaya magnet, sedangkan besarnya gaya tarik menarik maupun gaya tolak menolak yang ditimbulkan oleh kutub-kutubnya, menurut hokum coulomb sebesar :  dimana :F = gaya tolak menolak atau gaya tarik menarikm1,2 = kekuatan kedua kutub magnetd = jarak antara kedua kutub  = magnetic permeability 

          Apabila suatu mineral diletakkan dalam medan magnet (H), maka benda tersebut akan

Masda Rohal Shadiq

menjalani induksi magnet (B) sebesar : B = H + M         dimana M adalah magnetisasi suatu bahan yang dinyatakan dalam Tesla( besarnya dalam ruang hampa = 0).Suatu medan magnet dapat dinyatakan dalam Magetic Flux Density dengan satuan tesla, dimana dan 1 tesla = 104 gauss. Perbandingan antara magnetisasi suatu bahan (M) dengan intensitas medan magnet (H) disebut Manetic Susceptibility (K). Mineral magnetik dapat tertarik oleh salah satu kutub magnet yang bekerja pada mineral tersebut. Gaya magnet tersebut tergantung dari besarnya intensitas medan magnet dan gradient medan magnetnya. Untuk membangkitkan intensitas medan magnet dan gradien medan magnet dalam alat magnetic separator digunakan berbagai macam cara. Gaya-gaya yang bekerja dalam magnetic separator adalah :- gaya magnet- gaya hambatan yang terdiri dari gaya gravitasi, gaya hambatan hidrodinamis, gaya gesek, gaya momen/gaya sentrifugal.

A. Mekanisme Pemisahan Ada beberapa macam mekanisme pemisahan dengan mengunakan magnetic separator, yaitu :1. Horisontal Pada sistem ini letak kutub magnet dibuat mendatar, sedang umpan dijatuhkan melalui garis-garis gaya medan magnet yang posisinya horisontal. Maka mineral yang bersifat magnetik akan tertarik kearah kutub positif (yang dibuat runcing agar lebih memusat dan kuat), sedangkan mineral non magnetik akan jatuh lurus ke bawah. 2. VertikalPemisahan secara vertikal maka kutub magnet juga diposisikan vertikal, dimana kutub positif terletak di atas, sedangkan yang negatif terletak di bawah. Di antara kedua kutub tersebut diletakkan dua buah belt conveyor yang saling bersilangan.Umpan diletakkan pada belt bagian bawah, ketika melalui medan magnet akan terjadi pemisahan antara mineral magnetik dan non magnetik. Mineral magnetik akan menuju belt conveyor atas dan setelah keluar dari pengaruh medan magnet akan dilepas dan ditampung dalam bak mineral magnetik. Sedangkan mineral non magnetik akan ikut terus dengan belt conveyor bawah dan ditampung dalam bak mineral non magnetik.3. Drum Magnetic             Pemisahan cara ini digunakan untuk material yang mempunyai sifat kemagnetan tinggi.Ada beberapa tipe pemisahan, diantaranya :a. Belt conveyor dengan pulley yang diberi magnet, sehingga apabila ada material yang                     mengandung magnet akan tertarik kearah pulley (menempel pada belt conveyor) dan akan terlepas setelah pengaruh kemagnetan tidak ada. Sedangkan mineral non magnetik akan terlempar dari belt conveyor karena gaya sentrifugal dan ditampung sebagai mineral non magnetik.b. Suatu drom yang diputar pada porosnya biasanya terbuat dari alumunium, bagian dalamnya dipasang medan magnet tetap menyudut 120o. Magnet ini tidak ikut berputar, maka antara mineral magnetik dan non magnetik dapat dipisahkan.4. Roll InduksiSuatu roll yang berputar terletak antara dua kutub positif dan negative dari primary electromagnet, sehingga roll tersebut dipengaruh ioleh medan magnet. Apabila dimasukkan mineral diantara roll dengan kutub positif maka mineral magnetic akan dapat dipisahkan dengan non magnetic.

B. Macam Magnetic Separator Secara umum magnetic separator dibedakan menjadi dua tipe, yaitu :1. Primary Magnet Type

Masda Rohal Shadiq

Dalam Primary Magnet Type ini magnet yang digunakan adalah magnet langsung yang dipasang pada alat tersebut. Yang termasuk dalam jenis ini adalah :a. Magnetic Pulleys Mineral non magnetic akan terjatuh karena tidak tertarik oleh magnet pada separator dan karena gaya gravitasinya sendiri. Sementara mineral magnetic akan terus menempel pada belt conveyor sampai pada suatu titik saat gaya magnet sudah tidak menjangkau lagi dan akhirnya akan jatuh ditempat yang sudah tersedia.b. Drum Type Magnetic Separator Alat ini dipergunakan untuk mineral yang mempunyai sifat kemagnetan yang kuat. Terdiri dari drum yang pada bagian dalamnya ditempatkan magnet tetap (stasioner), luas magnet pada drum ini lebih kurang sepertiga bagian dari kelilingnya. Material yang menempel adalah yang bersifat magnetik kuat dan yang non magnetik akan jatuh karena gaya gravitasinya. Drum yang digunakan tidak hanya satu saja, jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan. Drum-drum tersebut diberi magnet drngan kekuatan yang tidak sama besar, dari yang kekuatan besar terus mengecil. Hal ini dimaksudkan agar material yang tertarik benar-benar mineral magnetic. 

Alat yang termasuk drum type adalah Ball Norton Drum Separatorc. Belt Magnetic Separator Alat ini dipergunakan untuk material yang gaya kemagnetanya lemah dengan proses kering sedangkan yang gaya kemagnetannya kuat dengan proses basah. Contoh dari alat ini adalah Wetherill Rowans Cross-Belt.

2. Secondary/Induksi Magnet Type Alat ini terdiridari kumparan kawat (coil) yang diberi arus listrik sehingga menimbulkan gaya-gaya magnet, yang selanjutnya menimbulkan juga medan magnett. Medan magnet ini yang menginduksi rotor sehingga rotor tersebut bersifat magnetik. Alat ini digolongkan dalam induksi magnet separator/secondary magnet separator type. Contohnya Dings Incuded-roll Separator.

 Syarat yang harus dipenuhi pada Magnetic Separator adalah :1. Alat harus menimbulkan medan magnet yang mengumpul (konvergen) sehingga kekuatan positif (+) besar.2. Intensitas medan magnet harus dapat siatur dengan mudah.3. Material umpan dalam medan magnet harus merata.4. Ada peralatan yang dapat memisahkan mineral magnetik dan non magnetik.5. Kecepatan bergerak material dalam medan magnet harus dapat dikendalikan.6. Terdapat alat penampung middling.7. Peralatan tidak banyak bergerak karena dapat mempengaruhi medan magnet. Hal terpenting dalam pemisahan adalah partikel harus terliberasi sempurna dan celah antara magnet dengan material tidak boleh terlalu jauh karena mempangaruhi gaya tarik magnet dan gaya gesek. Kapasitas magnetic separator tergantung pada ukuran butir, kekuatan magnet. kecepatan feeding dan kecepatan putar rotor.  Kemiringan dari kurva magnetisasi merupakan magnetic susceptibility :            magnetic susceptibility bernilai positif dan berupa garis lurus, konstan negative untuk diamagnetic ( atau hampir lurus ) dan bervariasi untuk ferromagnetic tergantung pada medan magnet dan induksi magnet.Apabila material ferromagnet berada dalam medan magnet, maka momen dipole dari material ferromagnet akan berubah apabila telah mencapai taraf jenuh magnet. Apabila medan magnet tersebut dipindahkan, maka momen dipole magnet akan berkurang akan tetapi tidak mencapai nol.

Masda Rohal Shadiq

Seperti proses induksi magnet yang dikenakan pada sekumparan kawat yang prosesnya merupakan proses tidak reversible. Proses ini disebut dengan akan berubah apabila telah mencapai taraf jenuh magnet. Apabila medan magnet tersebut dipindahkan, maka momen dipole magnet akan berkurang akan tetapi tidak mencapai nol. Seperti proses induksi magnet yang dikenakan pada sekumparan kawat yang prosesnya merupakan proses tidak reversible. Proses ini disebut dengan hysteresis. Sebelum membahas peralatan yang digunakan pada percobaan ini maka terlebih dahulu akan dibahas mengenai gaya magnetic dan perumusan matematisnya.

Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Pemisahan Magnetik (Magnetik Separation)a. Gaya Magnetik Gaya magnetik pada partikel kecil dalam percobaan tekadang sulit untuk dianalisis. Fenomena ini dapat dibayangkan sebagai titik dipole magnet dikelilingi oleh massa partikel.  ( momen magnet dari partikel dengan volume V) Induksi magnet pada pusat massa partikel.Dimana magnetisasi adalah . dan adalah suseptibilitas dari magnet dan medium (dilambangkan dengan subscript m ).   Dari persamaan ini, gaya magnetic dari suatu partikel bergantung dari kuat medan magnet yang diberikan dan gradien medan magnet yang diinduksikan. Kuat medan magnet dan besarnya gradient induksi ini dapat diaplikasikan dalam partikel di semua alat pemisahan magnetic, dan menghasilkan berbagai variasi nilai dan geometri. Bentuk matrik medan magnet dapat berbagai macam seperti bentuk sphere dan silinder .

b. Competing Force ( Gravitasi, Sentrifugal, Friksi ( Gaya Inersia ) ) ( = densitas medium fluida yang digunakan )( g = percepatan graviasi )Dalam aliran laminar, gaya gesek partikel dengan fluida (hydrodynamic drag force) sesuai dengan Hukum Stoke :  ( = kecepatan dari partikel relative terhadap fluida, = viskositas dari medium ( fluida ) )         Gaya gravitasi seperti terlihat di atas bergantung kepada pangkat 3 diameter, dan gaya gesek partikel bergantung pada pangkat 1 diameter partikel. Untuk alat pemisah kering ( dry magnetic separator ) yang memisahkan partikel relative besar, maka gaya magnetic harus cukup untuk menahan partikel terhadap competing force gravitasi. Dalam pemisah basah ( wet magnetic separator ) dari partikel kecil, gaya magnetic harus lebh besar dari gaya gesek partikel. Electrostatic SeparatorMekanisme elektrostatik separator menyaratkan ada tiga tahap yang harus dilalui yaitu proses charging dari partikel, pemisahan yang terjadi pada permukaan tanah, dan pemisahan partikel melalui lubang sempit.  Mekanisme pengeluaran partikel :

1. Mengontakkan partikel yang berbeda             Ketika permukaan dari dua pertikel yang berbeda didekatkan dan disentuhkan dan kemudian dipisahkan, partikel yang satu menjadi positif dan yang lainnya menjadi negative. Daerah kontak antara partikel ini cukup kecil, oleh karena itu untuk membangun daerah charge partikel yang akan dipisahkan, proses charge ( pengisian muatan ) memerlukan kontak beberapa kali. Hal ini terutama terjadi apabila ada pergerakan bulk, apabila partikel memiliki sifat isolator maka densitas dari permukaan charge dapat menjadi basis bagi proses konsentrasi.

Masda Rohal Shadiq

Teori mengenai mekanisme ini sangatlah komplek, akan tetapi proses perpindahan muatan ini terjadi karena transfer electron, meskipun pada beberapa system hal ini terjadi karena adanya perpindahan ion.2. Charging Oleh Ion Bombardment           Ion atau electron bombardment melalui udara adalah lebih kurang seperti proses konduktivitas listrik melaui media udara. Gas berbeda dari liquid dan padatan dalam hal proses menghantarkan listrik. Logam, baik itu berada dalam fasa liquid dan padatan, seperti logam oksida dan silikat, dan didalam larutan aqueous, muatan listrik dihantarkan oleh ion. Akan tetapi dalam gas terutama dalam kondisi netral, molekul gas yang terpisah bertindak sebagai material insulator baik. 3. Charging oleh Induksi            Apabila partikel ditempatkan dalam konduktor yang digroundkan dalam keberadaan medan listrik, partikel secara cepat akan membentuk permukaan pengisian muatan oleh induksi. Baik konduktor maupun non konduktor terpolarisasi, akan tetapi partikel konduktor memiliki permukaan equipotensial melalui kontak dengan konduktor yang digroundkan. Partikel non konduktor akan tetap terpolarisasi.

BAB VIIHIGH TENSION SEPARATION

          High tension separation atau electrostatic separation adalah pemisahan mineral satu dengan lainnya berdasarkan perbedaan electrical conductivity-nya. Mineral di alam ada yang electrical conductivity-nya tinggi (mineral konduktor) dan ada yang rendah (mineral non konduktor). Mineral konduktor mempunyai sifat mudah menerima ion negative juga mudah melepaskannya. Berbeda dengan mineral non konduktor yang sukar menerima maupun melepaskan ion negative.

A. Electrostatic Separator Bagian-bagian alat ini antara lain :1. Hopper, merupakan alat penampung umpan yang dilengkapi dengan heater untuk memanaskan umpan agar dalam keadaan kering. Dalam keadaan material basah maka proses pemisahan dengan electrostatic separator tidak akan berhasil dengan baik.2. Feeder (pengatur umpan), alat ini terletak pada hopper. Alat ini berguna agar umpan yang masuk ke rotor hanya satu lapis, dengan harapan proses dapat berjalan baik. Ujung dari hopper sebagai media keluarnya material dari hopper dapat diatur, agar jatuhnya material merupakan garis singgung dari rotor. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi lentingan material.3. Rotor, adalah silinder yang berputar pada porosnya, dihubungkan dengan bumi sehingga rotor bermuatan positif.4. Electrode, terdiri dari electroda kawat dan focussing electrode, merupakan sumber ion bombardement.5. Splitter, sebagai penyekat pengatur produk (mideral konduktor, middling dan non kinduktor).6. Brush (sikat), berguna untuk menyikat produk non konduktor yang ikut berputar dengan rotor.7. Rectifier, sebagai alat untuk meningkatkan tegangan.

   

Masda Rohal Shadiq

Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)

Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan non-konduktor (nir konduktor) dari mineral.

Kendala proses konsentrasi ini adalah :- Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak terlalu besar.- Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan.

Mineral-mineral yang bersifat konduktor antara lain adalah :- Magnetit (Fe3 O4)- Kasiterit (Sn O2)- Ilmenit (Fe Ti O3)- Molibdenit (Mo S2)- Wolframit [(Fe, M) WO4]- Galena (Pb S)- Pirit (Fe S2)

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :- Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.- Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang biasa dipakai adalah :a. Electrodynamic separator (high tension separator).b. Electrostatic separator yang terdiri dari : - plate electrostatic separator - screen electrostatic separator

         Sedangkan mineral konduktor saat melewati medan korona, akan saling tarik menarik dengan roll putar yang bermuatan positif. Karena adanya muatan negatif yang berlebihan dan sifat dari mineral konduktor yang mudah menghantarkan muatan, maka muatan negatifnya akan dihantarkan melalui roll putar menuju bumi. Sehingga pada mineral konduktor yang mengandung ion positif akan terjadi gaya tolak menolak antara roll putar dengan mineral konduktor yang akhirnya jatuh ke bin. Tegangan yang dipakai 30.000 volt.

C. Faktor Yang Mempengaruhi Pemisahan Ada faktor yang mempengaruhi baik tidaknya pemisahan dengan electrostatic separator, yaitu :1. Kuat TeganganKuat tegangan berfungsi untuk membentuk medan korona, kemudian membombardemant partikel dengan muatan negatif. Apabila medan korona sudah terbentuk, maka kuat tegangan yang diperlukan sudah cukup. Pada tegangan yang tinggi akan mempengaruhi hasil pemisahan, karena partikel akan mencapai muatan maksimum dalam waktu singkat (kurang dari 1/50 detik).Suatu partikel yang sudah mencapai muatan maksimum tidak lagi menerima muatan negatif, bahkan menolaknya. Muatan maksimum akan lebih besar untuk partikel konduktor dibandingkan dengan mineral non konduktor.2. Kecepatan Putar RotorKecepatan putar rotor mempunyai hubungan erat dengan gaya sentrifugal. Besar gaya sentrifugal kecepatan rotor, ukuran partikel, BJ dan diameter rotor dirumuskan sebagai berikut.  dimana :

Masda Rohal Shadiq

d = diameter partikelw = kecepatan sudutR = jari-jari rotor  = berat jenis partikel              Semakin besar ukuran partikel, berat jenis dan diameter rotor sebaiknya menggunakan kecepatan putar rendah, agar didapat suatu gaya sentrifugal yang tidak terlalu besar dan dapat mengimbangi gaya tarik listrik yang semakin kecil pada ukuran butir yang kasar. Sehingga diharapkan partikel non konduktor tidak terlepas dari permukaan rotor. Sebaliknya apabila ukuran partikel halus, BJ kecil dan diameter rotor kecil, dapat menggunakan kecepatan puter rotor tinggi, karena gaya listrik semakin besar pada ukuran partikel kecil.3. Laju Umpan (Feed Rate)Laju umpan yang keluar dari hopper perlu diatur sedemikian rupa supaya menyebar sepanjang permukaan rotor. Tebal umpan diusahakan supaya terdiri dari satu lapis dan tidak berjejal-jejal.4. Posisi Pembagi (Splitter)Posisi pembagi tidak berpengaruh pada fenomena utama yang terjadi dalam electrostatic separator, tetapi dapat mempengarhi kadar dan perolehan produk. Posisi pembagi perlu pada setiap percobaan dan tergantung pada kecepatan putar rotor, diameter rotor dan ukuran butir.Apabila diinginkan mineral konduktor kadar tinggi, posisi pembagi supaya diatur mendekati rotor, tetapi biasanya perolehan menjadi rendah. Sebaliknya apabila diinginkan perolehan tinggi, maka posisi pembagi dicondongkan menjauhi rotor, namum kadarnya rendah.5. Pengaruh KelembabanPengaruh kelembaban udara mempunyai hubungan erat dengan sifat permukaan mineral. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa semakin tinggi kelembaban relatif udara, maka partikel akan mempunyai sifat konduktivitas yang tinggi. Dari hasil percobaan pemisahan antara hematit dengan kuarsa, menunjukkan bahwa kelembaban relatif lebih rendah dari 35%, dapat dipisahkan pada temperatur 20oC. Kelembaban relatif 60%, temperatur bijih yang diperlukan 40oC dan kelembaban relatif 90% temperatur bijih yang diperlukan 90oC.Pengaruh kelembaban lebih jauh dituliskan oleh Kakovsky, digolongkan menjadi :a. Partikel yang mempunyai konduktivitas besar dalam kelembaban rendah dan perbedaan konduktivitas kecil dalam kelembaban tinggi, dapat dilakukan pemisahan dengan melakukan pemanasan pada temperatur 110oC – 115oC.b. Partikel yang mempunyai perbedaan konduktivitas besar dengan kelembaban tinggi maupun rendah, paling mudah untuk dipisahkan.c. Partikel yang mempunyai perbedaan konduktivitas rendah dengan kelambaban tinggi maupun rendah, paling sulit dipisahkan.6. Keadaan Material.a. Gaya Berat Gaya berat berbanding lurus dengan BJ dan ukuran partikel> Menurut coppo ukuran partikel yang dapat dikerjakan dengan pemisah tegangan tinggi adala 60 – 200 mesh untuk material bulat. Untuk yang berbentuk kasar masih dapat dipisahkan jika mempunyai perbedaan konduktivitas besar.b. Derajat Liberasi Mineral yang belum terliberasi sempurna akan mempunyai sifat fisik yang berbeda, tergantung pada jenis pengotor. Sebagai contoh ; mineral senotim bersifat konduktor, tetapi bila ada limonit yang menempel maka mineral senotim tersebut akan mudah menghantarkan listrik sehingga dapat dijumpai sebagai mineralkonduktor.

D. Pengelompokan Mineral Mineral non konduktor terdiri dari :- Siderit - Apatit - Garnet- Hornblende - Gypsum - Olivin- Biotit - Corundum - Zircon

Masda Rohal Shadiq

- Barit - Zenolit - Tormalin- Anhydrit - Muscovit - Fluorit

 Mineral konduktor terdiri dari :Magnetit Ilmenit WolframitHematit Tembaga KromitEmas Covelit GrafitGalena Kassiterit Franklinit

BAB VIIIFLOTASI

        Flotasi merupakan suatu cara konsentrasi kimia fisika untuk memisahkan mineral berharga dari yang tidak berharga, dengan mendasarkan atas sifat permukaan mineral yaitu senang tidaknya terhadap udara. Flotasi dilakukan dalam media air sehingga terdapat tiga fase, yaitu :1. Fase padat2. Fase cair3. Fase udara Flotability adalah sifat kimia darimineral yaitu kekuatan mengapung mineral yang tergantung pada senang tidaknya terhadap udara. Terdapat dua macam jenis mineral, yaitu :1. Polar, senang pada air (hydrofillic/aerophobic)2. Non polar, senang pada udara (hydrophobic/aerofillic) Dengan mendasarkan sifat mineral tersebut maka mineral yang satu dengan lainnya dapat dipisahkan dengan gelembung udara. Persyaratan yang harus dipenuhi dalam flotasi adalah :1. Diameter partikel harus disesuaikan dengan butiran mineral2. Persen solid yang baik 25% - 45% (pryor), 15% - 30% (gaudin)3. Sudut kontak yang baik sekitar 60o – 90o, berarti usaha adhesinya besar sehingga udara dapat menempel pada permukaan mineral yang mengakibatkan mineral dapat mengapung. Sudut kontak merupakan sudut yan dibentuk antara gelembung udara dengan mineral pada suatu titik singgung. Sudut kontak mempengaruhi daya kontak antara bijih dengan gelembung udara. Untuk melepaskan gelembung dan mineral dibutuhkan usaha adhesi (Wum) dengan

   keterangan :  = tegangan udara air  = tegangan mineral air  = tegangan udara mineral4. pH Kritis              pH kritis merupakan pH larutan yang mempengaruhi konsentrasi kolektor yang digunakan dalam pengapungan mineral. Pada gambar dibawah menunjukkan hubungan antara konsentrasi sodium diethyl dithiophosphate dan pH kritis. Mineral yang digunakan adalah pyrite, galena dan chalcophyrite. Konsentrasi kolektor tersebut dapat mengapungkan chalcophyrite dari galena pada pH 7 – 9, galena dari pyrite pada pH 4 – 6 dan chalcophyrite dari pyrite pada pH 4 – 9.

Masda Rohal Shadiq

A. Langkah-langkah dalam flotasi adalah :

1. Liberasi, analisis pendahuluan            Agar mineral terliberasi maka perlu dilakukan crushing atau grinding yang diteruskan dengan pengayakan atau classifying. Ini dimaksudkan agar ukuran butir mineral dapat seragam sehingga proses akan lebih sukses atau berhasil. Analisis pendahuluan dilakukan dengan menggunakan mikroskop sehingga dapat dilihat derajat liberasinya dan kadar dari mineral tersebut. Diupayakan dalam tahap ini juga dilakukan desliming, sebab slime akan mengganggu proses flotasi.2. Conditioning              Yaitu membuat suatu pulp agar nantinya pulp tersebut dapat langsung dilakukan flotasi. Preparasi ini sebaiknya disesuaikan dengan liberasi dalam proses basah, maka conditioning juga harus dilakukan pada proses basah.Pada tahap pengkondisian, reagent yang diberikan adalah modifier, collector dan terakhir frother.3. Proses flotasiProses ini ditandai dengan masuknya gelembung udara ke dalam pulp.

B. Macam-Macam Reagent              Keberhasilan proses flotasi sangat ditentukan oleh ketetapan penggunaan reagent, baik jumlah maupun jenisnya. Reagen flotasi yang ditambahkan pada tahap conditioning dengan tujuan menciptakan suatu pulp yang kondisinya sesuai agar dapat dilakukan flotasi dan mineral yang diinginkan dapat terapungkan sebagai konsentrat.1. Collector (collecting agent, promotor)           Adalah suatu reagen yang memberikansifatmenempel pada udara sehingga mineral tersebut senang pada udara. Collector merupakan zat organik dalam bentuk asam, basa atau garam yang berbentuk heteropolar, yaitu satu ujungnya senang pada air dan ujung lainnya senang pada udara.              Molekul kolektor berupa senyawa yang dapat terionisasi menjadi ion-ion dalam air (ionizing collector) atau berupa senyawa yang tidak dapat terionisasi dalam air (non ionizing collector). Non ionizing collector umumnya merupakan hidrokarbon cair yang dihasilkan dari minyak maupun batubara (heptane = C7H12, toluen = C6H5CH3). Sedangkan ionizing collector merupakan jenis kolektor yang molekulnya memiliki struktur heteropolar, yaitu salah satu kutubnya bersifat polar (dapat dibasahi air), sedangkan kutub lainnya bersifat non polar (tidak dapat dibasahi air). Berdasarkan sifat, ionizing collector diklasifikasikan menjadi dua, yaitu annionic collector dan cationinc collector.Macam kolektor antara lain :a. Xanthat, hasil reaksi alkohol, alkali dan sulfida karbonb. Aerofloat, reaksi fenol dengan penta sulfida phosphorc. Thio carbonalit (urae), sebagai serbuk halusd. Fatty acid (asam lemak), untuk flotasi non logame. Oleic acidf. Palmatic acid2. Conditioner/Modifier           Merupakan suatu reagent, bila ditambahkan ke dalam pulp akan memberikan pengaruh tertentu terhadap air atau mineral agar dapat membantu atau menghalangi kerja dari collector. Pengaruh umum yang dihasilkan adalah memperkuat atau memperlemah hydrophobisitas dari suatu permukaan mineral tertentu. Modifier ini biasanya an organik.Macam conditioner/modifiera. Reagent pengontrol pH           Berfungsi untuk membuat suasana larutan menjadi asam atau basa. Pengaruh pH dalam flotasi sangat penting sebab pH dapat mampengaruhi aksi dari reagent lain terutama kolektor. Reagent kolektor akan bekerja dengan baik pada permukaan mineral tertentu bila mencapai harga pH kritis. pH kritis adalah ambang batas pH dimana kolektor dapat bekerja dengan baik pada minerl

Masda Rohal Shadiq

tertentu. Harga pH kritis akan naik bersama naiknya kolektor yang dipakai. Tinggi rendahnya pH ditentukan oleh konsentrasi ion-ion hidrogen dan ion-ion hidroksil (OH). Pengaruh ion-ion hidrogen hidroksil adalah terhadap hidrasi permukaan bila tanpa kolektor dan adsorbsi kolektor pada permukaan mineral.Kapur biasanya digunakan dalam flotasi sebagai Ca(OH)2 padat dan biasanya kapur yang dimasukkan sebanyak 1,4 gram CaO per liter (tergantung pada mineral yang dipisahkan). Kapur ini dapat dipakai sebagai reagent pengendap dalam timbal sulfida dan emas.Yang digunakan sebagai pengontrol pH adalah ; soda abu (NaCO3) dan Caustic Sodab. Depressing Agent (reagent pengendap)           Berfungsi untuk mencegah dan menghalangi mineral yang mempunyai flotablitas sama supaya tidak menempel pada gelembung udara. Biasanya yang digunakan adalah seng sulfat (ZnSO4) untuk menekan mineral sfalerit dan sodium sianida (NaCN) untuk menekan mineral pyrite. Zn(CN)2 + Na2SO4 ZnSO4 + 2 NaCN Hasil reaksi tersebut dapat menekan sfalerit sehingga menjadi hydrofillic dan mencegah adsorbsi colector.Macam yang lain antara lain ; lime (kapur), NaCN atau KCN dan Na sulfida.c. Activating Agent (reagent pangaktif)Berfungsi mengembalikan sifat flotabilitBerfungsi mengembalikan sifat flotabilit mineral sehingga tidak terpengaruh oleh aksi reagent kolektor yang telah diberikan sebelumya. Contohnya tembaga sulfat (CuSO4) terhadap mineral sfalerit. Mineral sfalerit tidak dapat diapungkan dengan baik oleh kolektor xanthate. Proses pengaktifan tembaga sulfat pada sfalerit akibat terbentuknya molekul tembaga sulfida (CuS) pada permukaan mineral dengan reaksi ion  CuS + ZnS + Cu++ Zn++d. Sulfidizing AgentPenambahan Na2S akan mengakibatkan endapan yang berupa selaput sulfida pada mineral tersebut sehingga logam oksida dapat terselimuti sulfida. Pemakaian sulfida yang berlebihan akan membuat sulfida itu mengandap.e. Reagent Dispersi (dispersant, defloculator)Berfungsi menjaga agar partikel-partikel mineral tidak membentuk gumpalan tetapi tetap berada dalam suspensi. Fraksi mineral yang bersifat non polar mempunyai kecenderungan untuk membentuk gumpalan, sedangkan mineral-mineral yang polar tidak berkecenderungan demikian tetapi tetap melayang. Reagent yang biasa digunakan adalah waterglass. Kedudukan sebaran dapat dipertahankan oleh reagent waterglass akibat adsorbsi ion-ionnya terhadap permukaan mineral.Reagent ini disebut juga defloculating agent. Mineral yang senang pada udara itu biasanya menggumpal, sedang yang senang terhadap air akan melayang dalam air, oleh karena itu penambahan reagent ini bertujuan agar mineral tersebut menyebar.Reagent yang sering dipakai adalah ; NaSiO2 (waterglass) dan Na3PO4 (trinatrium phosphat) untuk butir yang halus.Untuk suatu reagent yang sama mungkin dapat bertindak sebagai aktivator terhadap suatu mineral, tetapi merupakan depresant untuk mineral yang lain.

3. Frother         Merupakan suatu zat organik hydrocarbon yang terdiri dari polar dan non polar. Fungsi reagent ini untuk menstabilkan gelembung udara agar dapat sampai ke permukaan. Zat tersebut menyelimuti gelembung udara sehingga tegangan permukaan air akan menjadi lebih rendah, sehingga akan timbul gelembung udara. Dengan demikian frother ini dapat menimbulkan gelembung udara. Molekul frother adalah heteropolar, terdiri dari gugusan hydroxyl bersifat polar yang menarik air dan rantai hidrokarbon sebagai gugusan non polar.Macam- macam frother adalah :a. Methyl amil alcohol

Masda Rohal Shadiq

b. Methyl iso butil carbinolc. Cresitic acidd. Pine oile. Polyprophylene glycol etherf. Thricthoxy butane

C. Macam Sel Flotasi             Sel flotasi berfungsi untuk menerima pulp dan dilakukan proses flotasi. Jenis sel mendasarkan atas pemasukan udara, adalah :1. Agitation CellAlat ini jarang digunakan, sebab adanya perkembangan dengan diketemukannya sub aeration cell. Udara masuk ke dalam cell flotasi karena putaran pengaduk.2. Sub Aeration CellUdara masuk akibat hisapan putaran pengaduk. Alat ini paling praktis sehingga banyak digunakan.3. Pneumatic CellAlat ini jarang sekali yang menggunakan, udara langsung dihembuskan ke dalam cell4. Vacum and Pressure CellUdara masuk karena tangki dibuat vakum oleh pompa penghisap dan udara dimasukkan oleh pompa injeksi.5. Cascade CellUdara masuk karena jatuhnya mineral.Syarat cell adalah :1. Pulp tidak mengandap (dilengkapi dengan alat agitasi)2. Ada pengatur tinggi pulp3. Ada daerah yang relatif tenang sehingga butiran yang menempel gelembung udara mudah naik ke permukaan4. Konstruksi dibuat sehingga tidak terjadi short circuit5. Mempunyai resirkulasi dan pengeluaran midling6. Harus mempunyai penerimaan pulp dan pengeluaran busa yang menumpuk7. Mempunyai permukaan bebas untuk gelembung-gelembng yang sudah mengandung mineral, sehingga tidak mempengaruhi agitasi8. Harus dilengkapi dengan pengeluaran froth.

D. Faktor Yang Mempengaruhi Flotasi Disamping jenis dan jumlah reagent flotasi, ada beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan operasi flotasi, antara lain :1. Laju Udara (air flow)Fungsi udara dalam flotasi sebagai pengikat partikel yang mempunyai sifat permukaan hydriphobic. Pengendalian laju udara umumnya merupakan cara yang biasa digunakan untuk mengontrol kadar dan perolehan konsentrat yang dihasilkan.2. Persen PadatanPenentuan persen padatan untuk flotasi tergantung pada keadaan bijih yang dipisahkan. Ada kecenderungan bahwa flotasi untuk partikel kasar dapat dilakukan dengan persen padatan besar, begitu juga sebaliknya. Untuk flotasi mineral sulfida pada tingkat rougher menggunakan persen padatan relatif besar +/- 45%, sedangkan untuk tingkat cleaner sekitar 25%.3. Laju Pengumpanan (feed rate)Laju pengumpanan akan berpengaruh terhadap kapasitas dan waktu tinggal (residence time). Semakin tinggi laju pengumpanan maka kapasitas alat akan semakin tinggi dengan demikian umumnya perolehan menjadi rendah. Hal ini karena waktu tinggal partikel yang singkat sehingga partikel tidak mempunyai waktu yang cukup untuk bertumbukan dengan gelembung udara. Akibatnya banyak partikel hydrophobic yang terbuang sebagai tailing. Namun kemungkinan kadar

Masda Rohal Shadiq

konsentrat yang dihasilkan semakin tinggi, oleh karena itu perlu dicari berapa laju pengumpanan yang paling optimum.4. Laju Udara Pembilasan (wash water rate)Air pembilas digunakan (khusus pada flotasi kolom) seperti halnya laju udara, dalam pengendalian laju air pembilasan diperlukan control yang ketat pula. Air pembilasan berfungsi untuk membantu mengalirkan konsentrat ke dalam lounder. PEmakaian air pembilas ini merupakan khas yang membedakan antara flotasi kolom dengan flotasi konvensional.5. Ketebalan Lapisan Buih (froth depth)Lapisan buih pada flotasi kolom merupakan zona berlangsungnya proses pemisahan partikel hydrophilic yang terjebak pada antar gelembung udara oleh adanya air pembilas. Apabila lapisan buih terlalu dangkal maka partikoel hydrophilic yang terperangkap dalam lapisan buih tidak sempat jatuh ke daerah pulp sehingga terbawa sebagai konsentrat.6. Ukuran Gelembung UdaraBesar dan kecilnya ukuran gelembung udara berpengaruh terhadap luas total permukaan bijih. Untuk mengatur ukuran gelembung udara pada flotasi konvensional dapat dilakukan dengan mengatur kecepatan putar impeller. Semakin besar luas permukaan gelembung udara maka semakin banyak pula kemungkinannya partikel dapat bertumbukan dan menempel pada gelembung udara.7. Ukuran PartikelPartikel yang terlalu halus mempunyai luas permukaan spesifik (cm2/gr) yang lebih besar disbanding butiran kasar, sehingga lebih banyak mengadopsi reagent. Permukaan halus juga akan lebih mudah berinteraksi satu sama lainnya sehingga memungkinkan terjadinya ikatan antar mineral pengotor dengan mineral yang diinginkan.Akibat dari mineral halus adalah perolehan akan rendah dan kadar konsentrat akan rendah akibat butiran halus ikut terapung dan terbawa ke dalam konsentrat. Mekanisme dalam flotasi dimana mineral yang menempel pada gelembung udara (Froth) dapat terangkat ke atas dengan perhitungan sebagai berikut :Misal :Diameter gelembung udara = 2 cmVolume gelembung udara = =4 cm3Diameter butir = 0.02 cm dengan jumlah butir ada 25 buahmaka volumenya = x 25 = 10-4 cm3Bila berat jenis mineral = 8maka berat 25 butir mineral = 8 x 10-4 gramVolume total = 4,0008 cm3, berat total juga 8 x 10-4Maka BJ gelembung dan mineral = (8 x 10-4) : (4,0008) =< 1, sehingga dapat mengapung karena BJ air = 1.

Untuk menghitung jumlah cell yang diperlukan digunakan rumus : Jumlah cell = faktor x float time x dry tonasedimana : faktor = volume total (cuft)/volume cell x 1440Contoh :Diketahui ; tonase bijih = 10 ton, waktu flotasi = 8 menit, SG PbS = 3,4, SG air = 1, % solid = 25%, volume cell = 10 cuft, 1 gr/cc = 62,43 lb/cuft, 1 ton = 2000 lbBerapa jumlah cell yang digunakan.

Bila yang dikerjakan 1 ton bijih, maka volumenya adalah  = 2000 lb/(3,4 x 62,43 lb/cuft) = 9,42 cuft Dasar 25% solid (air ada 3 bagian), volume air = (3 x 2000 lb)/ (1 x 62,43 lb/cuft) = 96,10 cuftVolume total (air dan mineral) = 105,52 cuft

Masda Rohal Shadiq

Faktor = 105,52/(10x1440) = 7,3 x 103Jumlah cell = 7,3 x 103 x 100 x 8 = 5,86 6 cell

HEIL MA FUHRA…… HEIL HITLER……

ICHZ JUDEN……

Masda Rohal Shadiq