BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. Kegiatan pengolahan bahan galian ini bertujuan untuk membebaskan dan memisahkan mineral berharga dari mineral yang tidak berharga atau mineral pengotor sehingga setelah dilakukan proses pengolahan bahan galian dihasilkan konsentrat yang bernilai tinggi dan tailing yang tidak berharga. Metode pengolahan pengolahan bahan galian yang dipakai bermacam-macam bermacam-macam tergantung dari sifat kimia, sifat fisika, sifat mekanik dari mineral itu sendiri. Salah satu bahan galian yang memiliki nilai ekonomis yang tinggi yaitu Nickel yang merupakan merupakan baja nirkarat yang banyak digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Adapun sifat-sifat nickel merupakan logam berwarna putih keperak – perakan, ringan, kuat antin karat, mempunyai daya hantar listrik dan panas yang baik. Spesifik gravity nya 8,902 dengan titik lebur 14530C dan titik didih 27320C, resisten terhadap oksidasi, mudah ditarik oleh magnet, larut dalam asam nitrit, tidak larut dalam air dan amoniak, sedikit larut dalam hidrokhlorik dan asam belerang. Memiliki berat jenis 8,8 untuk logam padat dan 9,04 untuk untuk kristal tunggal. tunggal. Batuan ultra basa yang mengandung unsur nikel adalah gabro, basalt, peridotit dan norit. Endapan nickel tembaga sulfide dihasilkan dari pemisahan lelehan sulfida oksida dari lelehan silikat bersulfur pada sebelum, selama atau sesudah proses alihan pada suhu diatas 9000C, mineral utamanya adalah pentlandit (Fe,Ni)gS8. mineral lainnya antara lain nikolit (NiAs), skuterudit (Co, Fe, Ni)As3 dan violurit (FeNi2S4). Selain bijih nikel bahan galian yang bernilai ekonomis juga banyak terdapat di indonesia antara lain adalah, bijih besi, mangan, emas, chrom, dll.
1.2. Tujuan Makalah 1. Untuk mengetahui lebih dalam proses pengolahan bahan galian dengan metode concetration , dewatring, dan flotation pada mineral bijih. 2. alat yang di gunakan dalam proses concentration, concentration, dewatring dan flotation.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Konsep Dasar Pengolahan Bahan Galian Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu tahap preparasi, tahap pemisahan dan tahap dewatering. Tujuan dilakukannya kegiatan Pengolahan bahan galian ini yaitu untuk Membebaskan mineral berharga dari mineral pengotornya (meliberasi), Memisahkan mineral berharga dari pengotornya, Mengontrol ukuran partikel agar sesuai dengan proses selanjutnya (reduksi ukuran), Mengontrol agar bijih mempunyai ukuran yang relatif seragam, Mengontrol agar bijih mempunyai kadar yang relative seragam, Membebaskan mineral berharga, Menurunkan kandungan pengotor (menaikkan kadar mineral berharga). Dengan demikian kita akan mendapatkan keuntungan-keuntungan berupa Mengurangi ongkos / biaya pengangkutan, Mengurangi ongkos / biaya peleburan, serta Mengurangi kehilangan mineral berharga pada saat peleburan.
2.2. Preparasi Preparasi merupakan proses tahap awal dalam pengolahan bahan galian yang meliputi :
2.2.1. Sampling Sampling merupakan pengidentifikasian bahan galian baik sifat fisik, kimia, kemagnetan, kemagnetan, serta kelistrikan dari mineral yang terkandung dalam bahan galian diantaranya Macam dan komposisi mineral dalam bahan galian, Kadar masing-masing mineral dalam bahan galian, Besar ukuran dan distribusi ukuran, Distribusi mineral-mineralnya, mineral-mineralnya, Macam dan tipe ikatan mineral-mineralnya, Derajat liberasi mineral-mineralnya, Sifat-sifat fisik mineralnya seperti berat jenis, kemagnetan, konduktivitas listrik, sifat-sfat permukaan mineralnya dan sebagainya.
2.2.2. Kominusi Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil, hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat bersamanya. Kominusi bahan galian meliputi kegiatan berikut : a.
Crusher yaitu suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain. Dimana proses ini bertujuan juga untuk reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan
berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm.
Alat yang digunakan pada Primary Crusher dan Secondery Crusher yaitu antara lain : 1. Jaw crusher 2. Gyratory crusher 3. Cone crusher 4. Roll crusher 5. Impact crusher 6. Rotary breaker 7. Hammer mill b. Grinding Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan. Tujuan Grinding yaitu Mengadakan liberalisasi mineral berharga, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan industri, Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan proses selanjutnya. Alat yang digunakan meliputi ball mill, rod mill, hammer mill, serta impactor.
2.2.3. Sizing Merupakan proses pemilahan bijih yang telah melalui proses kominusi sesuai ukuran yang dibutuhkan. Kegiatan Sizing meliputi Screening yaitu Salah satu pemisahan berdasarkan ukuran adalah proses pengayakan (screening). Sizing dibagi menjadi dua antara lain : a. Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving) Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu antara lain : 1. Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize). 2. Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize). Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium yaitu antara lain : 1. Hand sieve 2. Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive 3. Sieve shaker / rotap 4. Wet and dry sieving Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri yaitu antara lain : 1. Stationary grizzly 2. Roll grizzly 3. Sieve bend 4. Revolving screen 5. Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
6. Shaking screen 7. Rotary shifter b. Klasifikasi (Classification) Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier. Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu antara lain: 1. Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow. 2. Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow. Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu : 1. Partition concept 2. Tapping concept 3. Rein concept
2.3. Kosentrasi Merupakan proses pengambilan kosentrasi mineral berharga dari percampuran berbagai mineral dalam suatu bahan galian. Pengambilan kosentrat tersebut dapat dilakukan dengan berdasarkan tegangan permukaan (Flotasi), Sifat kelistrikan (HTS), sifat kemagnetan (MS), hand sorting (Kilap), serta berdasarkan gravitasinya (jigging, tabling, sharking table, sluice box, DMS, HMS). Sifat-sifat fisik mineral yang dapat dimanfaatkan dalam proses konsentrasi adalah : a. Perbedaan berat jenis atau kerapatan untuk proses konsentrasi gravitasi dan media berat. b. Perbedaan sifat kelistrikan untuk proses konsentrasi elektrostatik. c. Perbedaan sifat kemagnetan untuk proses konsentrasi magnetik. d. Perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi. Proses peningkatan kadar atau pengambilan konsentrat itu ada bermacam-macam, yaitu antara lain : 1. Pemilahan (Sorting) Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan untuk dibuang. 2. Konsentrasi Gravitasi (Gravity Concentration) Yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan pengendapan mineralmineral yang ada. Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan fluidanya, yaitu : a. Fluida tenang, contoh dense medium separation (DMS) atau heavy medium separation (HMS). b. Aliran fluida horisontal, contoh sluice box, shaking table dan spiral concentration c. Aliran fluida vertikal, contoh jengkek (jig). Bila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan terjadi pengendapan bebas (free settling). Tetapi bila jumlah partikel banyak gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3 (tiga) tahap sebagai berikut :
1.Hindered settling classification ; klasifikasi pengendapannya terhalang. 2. Differential acceleration pada awal pengendapan ; artinya partikel yang berat mengendap lebih dahulu. 3. Consolidation trickling pada akhir pengendapan ; partikel-partikel kecil berusaha mengatur diri di antara partikel-partikel besar sesuai dengan berat jenisnya. Produk dari proses konsentrasi gravitasi ada 3 (tiga), yaitu antara lain: a. Konsentrat (concentrate) yang terdiri dari kumpulan mineral berharga dengan kadar tinggi. b. Amang (middling) yaitu konsentrat yang masih kotor. c. Ampas (tailing) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang harus dibuang. Peralatan konsentrasi gravitasi yang banyak dipakai adalah : 1. Jig. Jigging adalah suatu proses pemisahan bijih dalam medium liquid berat yang tergantung daripada kesanggupan penetrasi suatu bed yang semi stationary yang disebabkan karena perbedaan Specific Gravity. Prinsip Kerja Alat ini adalah semakin besar perbedaan Specific Gravitasi, semakin baik jalan mineral-mineral yang mengalami proses tersebut. Bila dalam bijih menpunyai Specific Gravity yang berbeda-beda maka untuk meramalkan pemisahan baik dengan bantuan CC (Concentration Criteria). CC lebih besar dari 2,s pemisahan makin baik. Tiga gaya yang bekerja pada proses jigging adalah : a. Hindred Setting Classifier, formasi jatuh atau pengendapan dari material yang Specific Gravitasinya besar dengan ukuran kecil akan sama dengan material dengan SG kecil tapi ukuranyya besar. b.Differential Trickling : Partikel berat atau SG tinggi akan mempunyai kecepatan jatuh lebih tinggi, maka partikel berat akan lebih cepat mengendap daripada material ringan. c. Consolidation Trackling adalahsuatu proses dimana partikel halus menerobos melalui bed pada waktu akhir portion. 2. Meja goyang (shaking table). Salah satu metode Konsentrasi Gravitasi adalah Tabling. Tabling merupakan pemisahan material dengan cara mengalirkan air yang tipis pada suatu meja bergoyang, denghan menggunakan media aliran tipis dari air (Flowing Film Concentration). Alat yang digunakan disebut “Shaking Table” atau “Meja Goyang”. Prinsip Kerja Shaking Table adalah berdasarkan perbedaan berat dan ukuran partikel terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis. Partikel dengan diameter yang sama akan memiliki gaya dorong yang sama besar. Sedangkan apabila ssspecific Gravitynya berbeda maka gaya gesek pada partikel berat akan lebih besar daripada partikel ringan. Karena pengaruh gaya dari aliran, maka partikel ringan akan terdorong / terbawa lebih cepat dari partikel berat searah aliran.
Karena gerakan relative Horizontaldari motor maka partikel berat akan bergerak lebih cepat daripada material ringan dengan arah horizontal. Untuk itu perlu dipasang riffle (penghalang) untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relative dibawah. 3. Konsentrator spiral (Humprey spiral concentrator). Prinsip Kerja Alat Humprey Spiral adalah Gaya sentrifugal, Gaya ini arahnya kebagian luar dari area yang berputar, sehingga akan memberikan pengaruh kepada mineralmineral ringan untuk terlempar keluar dan terkumpul sebagai tailing. 4.sluice box Sluice box merupakan suatu alat kosentrat mineral bijih berdasarkan atas perbedaan “specific Gravity” diharapkan dalam proses ini mineral yang mempunyai SG tinggi akan mengendap yang nantinya kan diambil sebagai konsentrat, sedang minera yang ringan akan ikut terbawa aliran air sebagai tailing prinsip Kerja Sluice Box adalah Pada dasarnya, operasi mineral-mineral dengan menggunakan sluice box dipegaruhi oleh factor-faktor sebagi berikut : a. Kecepatan aliran Pada dasar aliran, krecepatan nya nol, semakin mendekati permukaan maka kecepatan aliran akan bertambah. Kecepatan maksimum akan terjadi di bawah permukaan aliran, sebab pada permukaan aliran kecepatannya di pengaruhi oleh gaya gaya gesek antara fluida dengan udara. Dengan prinsip kecepatan aliran inilah maka mineral yang mempunayi spesifik gravity yang berlainan akan di pisahkan b. Kemiringan dari Lounder Kemiringan semakin besar, kosentrat yang dihasilkan semakin bersih c. Lebar dan panjang Lounder Semakin sempit Lounder maka konsentrat makin bersih , semakin panjang lounder maka recovery makin tinggi tetapi kadanya akan rendah. d. Perbedaan Density Mineral Perbedaan density yang besar, maka operasi pemisahan akan semakin mudah dan mengakibatykan kadar konsentrat semakin tinggi e.Kekentalan Semakin kental fluida, maka kadar konsentrat yang dihasilkan semakin renda, tetapi jumlah konsentrat semakin tinggi f. Tinggi Riffle Riffle yang rendah akan menghasilkan konsentrat yang berkadar tinggi
g. Kekasaran butir partikel maupun kekasaran dari deck Semakin kasar deck, maka gaya gesek semakin besar, sehingga partikel berat akan tertahan, untuk feed yang kasar atau berdiameter besar maka akan digunakan air yang cukup banyak, kemiringan deck juga cukup besar, bila feednya halus untuk mengatur tebal aliran harus diperhatikan ukuran besar butirnya dan harus seragam. . 4. Konsentrasi dengan Media Berat (Dense/Heavy Medium Separation) Merupakan proses konsentrasi yang bertujuan untuk memisahkan mineral-mineral berharga yang lebih berat dari pengotornya yang terdiri dari mineral-mineral ringan dengan menggunakan medium pemisah yang berat jenisnya lebih besar dari air (berat jenisnya > 1). Produk dari proses konsentrasi ini adalah : a. Endapan (sink) yang terdiri dari mineral-mineral berharga yang berat. b. Apungan (float) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang ringan. Media pemisah yang pernah dipakai antara lain : a. Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 – 2,20 ton/m3. b. Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 – 3,40 ton/m3. c. Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 – 2,90. d. Larutan berat seperti tetra bromo ethana (b.j. = 2,96), bromoform (b.j. = 2,85) dan methylene jodida (b.j. = 3,32). Tetapi larutan berat ini harganya mahal, oleh sebab itu hanya dipakai untuk percobaan-percobaan di laboratorium. Peralatan yang biasa dipakai adalah gravity dense/heavy medium separators yang berdasarkan bentuknya ada 2 (dua) macam, yaitu : 1. Drum separator karena bentuknya silindris. 2. Cone separator karena bentuknya seperti corongan. 5. 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 : a. Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak t erlalu besar. b. Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan. Produk dari proses konsentrasi ini adalah antara lain : a. Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.
b. Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing). Peralatan yang biasa dipakai adalah : 1. Electrodynamic separator (high tension separator). 2. Electrostatic separator 6. Konsentrasi Magnetik (Magnetic Concentration) Adalah proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan (magnetic susceptibility) yang dimiliki mineral. Sifat kemagnetan bahan galian ada 3 (tiga) macam, yaitu : a. Ferromagnetic, yaitu bahan galian (mineral) yang sangat kuat untuk ditarik oleh medan magnet. Misalnya magnetit (Fe3 O4). b. Paramagnetic, yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet. Contohnya hematit (Fe2 O3), ilmenit (Se Ti O3) dan pyrhotit (Fe S). c. Diamagnetic, yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet. Misalnya : kwarsa (Si O2) dan feldspar [(Na, K, Al) Si3 O8]. Jadi produk dari proses konsentrasi yang berlangsung basah ini adalah : a. Mineral-mineral magnetik sebagai konsentrat. b. Mineral-mineral non-magnetik sebagai ampas (tailing). 7. Konsentrasi Secara Flotasi (Flotation Concentration) Merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara” atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Pada umumnya mineral-mineral oksida dan sulfida akan tenggelam bila dicelupkan ke dalam air, karena permukaan mineral-mineral itu bersifat “suka akan air” (hydrophilic). Tetapi beberapa mineral sulfida, antara lain kalkopirit (Cu Fe S2), galena (Pb S), dan sfalerit (Zn S) mudah diubah sifat permukaannya dari suka air menjadi suka udara dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon. Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah : a. Pembuih (frother) yang berfungsi sebagai pen-stabil gelembung-gelembung udara. Misalnya : methyl isobuthyl carbinol (MIBC), minyak pinus, dan terpentin. b. Kolektor / pengumpul (collector) yang bisa mengubah sifat permukaan mineral yang semula suka air menjadi suka udara. Contohnya : xanthate, thiocarbonilid, asam oleik, dll. c. Penekan / pencegah (depresant) yang berguna untuk mencegah agar mineral pengotor tidak ikut menempel pada udara dan ikut terapung. Misalnya : Zn SO4 untuk menekan Zn S. d. Pengatur keasaman (pH regulator) yang berfungsi untuk mengatur tingkat keasaman proses flotasi. Misalnya : HCl, HNO3, Ca (OH)3, NH4 OH, dll.
Produk flotasi ada 3 (tiga) macam, yaitu : 1. Konsentrat (concentrate) yang berupa mineral-mineral yang ikut terapung (mineralmineral apungan) dengan gelembung-gelembung udara. 2. Amang (middling) yang merupakan mineral-mineral apungan yang masih mengandung banyak mineral-mineral pengotor. 3. Ampas (tailing) yang tenggelam terdiri dari mineral-mineral pengotor.
2.4. Flotation Flotasi adalah proses pengapungan. Di bidang metalurgi, flotasi atau lebih spesifik lagi flotasi buih adalah metode fisika kimia di mana partikel-partikel dari mineral yang berbeda dipisahkan satu dengan yang lainnya dengan mengapungkan mineral tertentu ke permukaan air. Mekanisme flotasi didasarkan pada gejala bahwa beberapa jenis partikel mudah basah (hydrophil) dan lainnya tidak demikian mudah (hidrofhob). Menurut sifat permukaannya, mineral dapat dibedakan menjadi dua golongan, yaitu : 1).
Hidrofilik
Mineral yang permukaannya mempunyai lapisan polar, sehingga sukar dibasahi air, tetapi mudah melekat pada gelembung udara. 2).
Hidrofobik
Mineral yang permukaannya mempunyai lapisan non polar, sehingga mudah dibasahi air, tetapi sukar melekat pada gelembung udara. Keterapungan (float ability) dari suatu mineral ditentukan dengan kecenderungannya untuk menempel pada permukaan gelembung udara, dan hali ini dipengaruhi oleh sifat-sifat permukaan mineral. Dengan menggunakan berbagai reagent flotasi, sifat-sifat permukaan mineral dapat diubah dan dikendalikan. Keuntungan dari proses flotasi antara lain adalah ; Hampir semua bahan galian dapat dipisahkan dengan proses flotasi. Sifat permukaan dapat dikontrol dan diubah-ubah dengan reagent flotasi. Sangat cocok digunakan untuk pemisahan mineral-mineral sulfida. Kerugian dari proses flotasi antara lain adalah ; Biayanya mahal Metodenya rumit, karena harus diapungkan Dipengaruhi oleh slime A.
Sudut Kontak Kontak antara permukaan padatan dan gelembung udara di dalam air ditunjukkan pada gambar di bawah ini (permukaan padatan-udara dan padatan-air digambarkan di atas bidang yang sama). Pada keadaan setimbang, tegangan antar muka pada titik kontak 3 fase :
Tpu = Tpa + Tua cos θ Cos θ = Tpu – Tpa Tua
Tpu Tua
Tpa
= tegangan antar muka padatan-udara
= tegangan antar muka udara-air
= tegangan antar muka padatan-air
θ = sudut kontak diukur melalui air. Jika θ = 0O berarti permukaan partikel diselimuti air (hidrofobilik), θ = 180O berarti udara menutupi partikel (hidrofilik). Kenyataannya sudut kontak terbesar yang diketahui ialah 110O. Pada sistem flotasi sudut kontak 60O sudah cukup untuk berlangsungnya flotasi dengan baik. Untuk memperbesar sudut kontak, maka cos θ harus diperkecil, ini berarti Tpu – Tpa diperkecil, dan Tua diperbesar. Sudut kontak sering digunakan sebagai ukuran kehidrofobian permukaan partikel mineral dan perhatian dipusatkan pada adsorbsi, pada antarfasa padatan-air yang akan menurunkan tegangan antar muka. B.
Reagent Flotasi
Proses flotasi merupakan proses yang bergantung sifat adhesi mineral tertentu terhadap udara (hidrofob), dan terhadap air (hidrofil). Untuk membantu proses flotasi dengan mengubah sifat-sifat permukaan partikel mineral perlu ditambahkan zat-zat kimia berupa reagent. Reagent-reagent yang digunakan dalam proses flotasi dapat digolongkan menjadi : 1.
Collector
Collector adalah bahan yang dapat menyebabkan partikel mineral menjadi suka udara, yaitu dengan cara melapisi permukaan polar dari partikel mineral dengan reagent. Sehingga pada bagian luar dari mineral terjadi reaksi kimia yang membentuk lapisan non polar yang mudah menarik udara, dan mineral kan mudah menempel pada gelembung udara. Contoh kolektor untuk mineral sulfida adalah Xanthate, dan Dithiophosphate. Sedangkan untuk mineral non sulfida adalah Fatty acid jenuh dan tidak jenuh. 2.
Frother
Frother zat kimia yang digunkan untuk membantu menstabilkan gelembung udara yang terbentuk, sehingga tidak mudah pecah. Gelembung-gelembung udara yang terbentuk harus dapat bergerak bebas di dalam pulp dan dapat mengambil partikel-partikel mineral berharga, kemudian diapungkan ke dalam pulp. Contoh dari frother adalah DOWFROTH Flotation Frother Series, MIBC, dan Polyalkoxyparaffins. 3.
Modifier (Modifying Agent)
Modifier digunakan untuk mengembalikan sifat permukaan ke yang aslinya. Tujuannya adalah untuk meningkatkan selectivity. Modifying agent dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu :
a).
Regulating dan Dispersing Agent
Regulor berfungsi untuk mengendalikan pH, menghilangkan pengaruh gangguan slime, colloid, dan garam laut. Contohnya adalah CaO, Na2CO3. Dispersing Agent berfungsi untuk melepaskan slime pada pemukaan mineral. Contohnya adalah Na2SiO3. b).
Aktivator
Bertujuan meningkatkan aktivitas permukaan mineral agar dapat berinteraksi dengan kolektor, sehingga adsorbsi kolektor pada permukaan partikel menjadi lebih baik. Contohnya adalah Cu++ untuk mengapungkan sfalerit, dan Ca++ untuk mengapungkan kuarsa. c).
Depresant
Mencegah pengapungan mineral tertentu tanpa menghalangi pengapungan mineral lainnya. Digunakan apabila float ability mineral yang tidak diinginkan mengapung sama dengan mineral yang akan diapungkan oleh kolektor tertentu. Contohnya adalah CN- (pyrit, sfalerit), dan Zn++(sfalerit) C.
Mekanisme Flotasi
Gelembung-gelembung udara yang terbentuk karena adanya udara yang dihisap ke dalam pulp, dan frother yang membentuk energi bebas permukaan pada antar muka air dan udara. Untuk membantu proses flotasi, partikel-partikel mineral feed harus berukuran halus. Hal ini karena walaupun densitynya besar, ukuran partikel yang halus akan menyebabkan density asosiasi partikel-gelembung menjadi lebih kecil dari density air. Karena ion permukaan dilapisi melalui reaksi secara adsorbsi fisik atau kimia dengan bagian ionik kolektor dan bagian organiknya merubah sifat permukaannya misalnya menjadi hidrofob. Dengan sifat tersebut partikel menjadi adhesif terhadap gelembung udara, sehingga gelembung-gelembung udara akan mengalami aerasi. Partikel-partikel mineral yang menempel pada permukaan gelembung akan terbawa naik ke permukaan pulp, dan terpisahkan.
Langkah-langkah yang dilakukan pada proses flotasi sulfida adalah : Penghancuran dan penghalusan (Kominusi) Desliming Pulp Concentration Conditioning Aeration Pemisahan
D.
VARIABEL DALAM FLOTASI Variabel yang mempengaruhi proses flotasi adalah :
-
Keadaan dan ukuran butir Ukuran butir mineral yang akan mempengaruhi partikel mineral akan lebih besar dari density air, sedangkan jika terlalu kecil akan menimbulkan slime yang akan mengganggu jalannya proses flotasi.
-
Pulp preparation Penyediaan pulp diusahakan supaya cocok untuk proses pengolahan yang umumnya berkaitan dengan persen solid yang sesuai.
-
Intensitas pengadukan dan pemberian udara Pengadukan dalam flotasi dilakukan dengan mesin flotasi. Kekentalan pulp Untuk suspensi pulp yang lebih kental akan diperoleh recovery yang lebih baik.
-
Waktu kontak dan waktu flotasi Kenaikan recovery terjadi pada suatu waktu tertentu, yang tergantung pada : Komposisi mineral bijih Keadaan dari partikel-partikel bijih Jumlah kolektor yang ditambahkan Lama pengadukan Ukuran kemudahan mengapung suatu mineral (float ability) Ukuran butir Pengaruh pH Tujuan dari pengaturan pH adalah untuk menurunkan sudut kontak.
Pengaruh Collector Yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat dari kolektor yang akan digunakan, misalnya Xanthate, sangat baik untuk merubah sifat permukaan mineral-mineral sulfida dan batubara, mudah larut dalam air dan tidak akan menimbulkan frother.
-
Pengaruh Frother Digunakan untuk menstabilkan gelembung udara untuk waktu yang relatif lama. Persentase solid 10 % cukup baik karena dapat menciptakan zona tenang di bawah lapisan buih yang biasanya antara 10-15% solid. Dengan demikian partiel yang tidak diinginkan akanturun ke dasar sel. Persentase solid ditentukan oleh ukuran butir. Dalam percobaan persentase solid tidak konstan 10% karena terjadi penambahan air untuk batas muka air agar lapis buih dapat melewati bibir sel flotasi.
Temperatur percobaan dapat mempengaruhi recovery (yield). Pada kondisi temperatur diatas 40 C menyebabkan gelembung udara mudah terbentuk karena tegangan permukaan yang menurun. Percobaan dilakukan pada suhu kamar antara 25-40 C, masih dalam batas normal dan cukup memenuhi syarat untuk flotasi. Kecepatan putar impeler antara 1000-1200 rpm cukup memadai untuk menciptakan kondisi pengadukan merata dan menyebar reagen keseluruh bagian sel flotasi Putaran yang terlalu tinggi dapat menyebabkan gelembung udara mudah pecah sehingga akan menurunkan efisiensi alat. Jika terlalu rendah akan memperpanjang waktu conditioning. Dari data kelompok terlihat gejal ketidakteraturan (teoritis) hubungan antara yield dengan waktu flotasi. Kecenderungan adalah terjadinya peningkatan yield pada awal percobaan sampai titik maksimum dan berbalik menurun. Fungsi MIBC selain sebagai frother juga dapat berperan sebagai collector, depresan limb, dan pengapung sulfur, jika MIBC digunakan dalam jumlah minimal. Batubara bersih didepre dan sulfurnya diapungkan sehingga akan diperoleh batubara bersih (dari sulfur) sebagai tailing. Penambahan kolektor dalam flotasi batubara akan meningkatkan yield sampai batas optimal. Dari data percobaan diektahu bawa yield terbesar 70,02% diperoleh dari penambahan kolektor sebanyak 2,5 kg/ton. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam flotasi batubara :
-
Air yang dipakai ber-pH 6 – 7,5 Persen solid pulp 10% sampai 30% Temperatur ideal adlah di ats 40O , meski suhu kamar cukup memenuhi syarat. Kecepatan impeller Penambahan kolektor dan frother. Flotasi batubara belum dilakukan dalam skala industri karena :
-
Memerlukan dewatering plant serta reagent-reagent yang banyak, sehingga tidak/belum ekonomis. Pasar batubara halus yang dihasilkan masih kecil. Hasil tambang batubara di Indonesia berukuran relatif kasar sehingga tidak ekonomis untuk diolah dengan flotasi. Perbedaan utama flotasi batubara dengan flotasi mineral sulfida adalah :
-
-
Kolektor pada flotasi batubara adalah minyak solar (diesel) yang bersifat non ionizing collector, sedangkan pada flotasi mineral sulfida digunakan amyl xanthate, yaitu sulphydril clollector. Ukuran partikel flotasi batubara berukuran halus yang tidak dapat diproses dengan konsentratsi gravimetri. Untuk mineral sulfida untuk semua selang ukuran dapat diproses, tapi umumnya berukuran 65 mesh agar dieroleh derajat liberasi yang tinggi.
-
Umpan flotasi dapat dipakai pada metode Sink and Float menggunakan Heavy Media Separator karena ukuran -28 mesh sampai 325 mesh. Untuk ukuran kuranf dari 0,1 mm, HMS tidak efisien. Pengaruh ukuran butir terhadap fraksi halus : Partikel halus dari batubara mengandung slime dan pengotor, sehingga modifier yang digunakan akan lebih banyak. Karena selektivitas partikel yang halus akan berkurang dengan banyaknya slime yang menutupi bidang kontak antara gelembung udara dan permukaan partikel mineral. Selain itu slime juga dapat membuat gelembung udara sulit pecah, sehingga menggangu proses pengapungan. Masalah-masalah yang dihadapi dalam proses flotasi batubara :
-
Penghilangan sulfur yang sukar dilakukan secara mekanis sehingga perlu menggunakan multipler stage flotation. Pemilihan reagent flotasi yang tidak tepat untuk setiap jenis batubara akan menghalangi pencapaian hasil optimum. Membersihkan permukaan batubara yang mengandung slime yang tinggi sebelum flotasi dilakukan. Biaya dewatering dan thickening yang tinggi. Masalah-masalah yang dapat diatasi menggunakan flotasi batubara :
-
Pencemaran air akibat pencucian batubara. Batubara halus dalam air pencuci dapat dipisahkan secara flotasi. Untuk mendapatkan batubara bersih dnegan kadar yang tinggi. Untuk mengolah batubara halus yang tidak dapat diolah dengan proses lain jika sudah tidak ekonomis.\
2.5. Dewatering Dewatering merupakan kegiatan akhir dari pengolahan bahan galian setelah kosentrat didapatkan. Kegiatan ini meliputi Thickening (Pengkayaan unsure), Filtering (Pemilihan), Drying (Pengeringan).
Cara-cara pengawa-airan ini ada 3 (tiga), yaitu : 1. Cara Pengentalan / Pemekatan (Thickening) Konsentrat yang berupa lumpur dimasukkan ke dalam bejana bulat. Bagian yang pekat mengendap ke bawah disebut underflow, sedangkan bagian yang encer atau airnya mengalir di bagian atas disebut overflow. Kedua produk itu dikeluarkan secara terus menerus (continuous). Peralatan yang biasa dipakai adalah : 1. Rake thickener. 2. Deep cone thickener. 3. Free flow thickener. 2. Cara Penapisan / Pengawa-airan (Filtration)
Dengan cara pengentalan kadar airnya masih cukup tinggi, maka bagian yang pekat dari pengentalan dimasukkan ke penapis yang disertai dengan pengisapan, sehingga jumlah air yang terisap akan banyak. Dengan demikian akan dapat dipisahkan padatan dari airnya.
Peralatan yang dipakai adalah : Vacuum (suction) filters yang terdiri dari : 1. intermitten, misalnya Moore leaf filter. 2. Continuous ada beberapa tipe, yaitu antara lain : a. bentuk silindris / tromol (drum type), misalnya : Oliver filter, Dorrco filter. b. bentuk cakram (disk type) berputar, contohnya : American filter. c. bentuk lembaran berputar (revolving leaf type), contohnya : Oliver filter. d. bentuk meja (desk type), misalnya : Caldecott sand table filter. 3. Pengeringan (Drying) Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/evaporation).
Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu antara lain: a. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik). b. Shaft drier, ada dua macam, yaitu : 1. tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o – 100o). 2. rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.
a. Tujuan dewateting
Meminimalkan air masuk ke dalam PIT Mengeluarkan air dari PIT
b. Sumber
Air
Air Air
Limpasan hujan
yang
langsung
masuk
Hujan ke
dalam
areal
Tambang
Air
Tanah
Air yang keluar dari dalam tanah dan masuk ke PIT, hal ini terjadi apabila ketinggian permukaan air tanah di sekitarnya lebih tinggi dari dasar PIT
c.
Dampak Air Dalam Penambangan ø Ongkos Pemompaan Naik ø Traksi Ban berkurang 8 Productivitas Hauling turun ø Ongkos ban Naik. øOngkos Blasting Naik øKehilangan Produksi apabila PIT banjir øMengurangi kestabilan lereng øKualitas Commodity Turun øBobot material yang terangkut menjadi tinggi > Productivitas Turun.
d. Penanganan ø Membuat saluran-saluran air di sekeliling PIT ø Membuat Kolam Penampungan air di dalam PIT ø Pemotongan / Penambangan diusahakan tidak memotong aliran air ø Dibuat urutan penambangan Multi Benching / Level (Areal kerja diatas drainage dan dibawah drainage) ø Penurunan muka air tanah dengan pemompaan di luar PIT ø Pemompaan Air dari Sump
e. Menghitung Volume Air Volume Air PIT
= (Air Limpasan + Air Tanah) - Penguapan
Air Limpasan
= Curah Hujan x Luas areal Tangkapan Air
Air Tanah
= Luas Aquifer terbuka x Nilai Permeabilitas Batuan
Permeabilitas Batuan adalah kemampuan Batuan untuk meloloskan air (m/detik) Curah Hujan diukur dalam mm, artinya tinggi kolom air dalam mm per satu meter persegi
f.
Sistem
Pemompaan
&
Rumus
Sederhana
"Total Dynamic Head" adalah tenaga yang diperlukan untuk memindahkan air dari Sump ke permukaan, dinyatakan dalam :
H = Hs + Hf + Hsh + Hv
Keterangan : Hs Hf Hsh Hv V g
= Total Static head dari permukaan air sampai permukaan buang = Head gesekan sepanjang pipa = Shock loss akibat perubahan aliran = Head kecepatan pergerakkan air = V /g = Kecepatan air dalam satuan panjang/waktu = Kecepatan Gravitasi
Untuk mempermudah perhitungan Hf dan Hsh dapat dilihat pada Tabel 1 berikut :
s
Tabel 2
Tabel 3
Tenaga yang dibutuhkan menggerakkan Shaft Pompa (hose power): Bhp = QH / 39600 E Keterangan : Q H E
= Debit aliran air yang dikeluarkan Pompa = Total Dynamic Head = Effisiensi pompa
G. PRINSIP KERJA POMPA SENTRIFUGAL
Tahap I = Impeler berputar mem”vakum”kan rumah pompa, terjadi perbedaan tekanan 1 atmosfer di dalam maupun di luar pompa, kondisi ini pompa dapat menghisap sampai ketinggian 10 meter, sedangkan dalam prakteknya yang aman hanya digunakan 6 meter
Tahap II = Setelah air masuk di rumah pompa Impeler terus berputar, dan akibat adanya daya sentrifugal mendorong air keluar pompa / naik ke atas Hal yang perlu diperhatikan : Apabila pompa diletakkan terlalu tinggi dari permukaan air sehingga melebihi kemampuan tinggi hisapnya maka akan mengakibatkan kerusakkan pada Impeler
H. PENENTUAN KAPASITAS POMPA Pertimbangan yang perlu diperhatikan adalah sebagai berikut : - Ukuran pompa tidak terlalu kecil sehingga tidak mengganggu kelangsungan produksi. - Ukuran pompa tidak terlalu besar sehingga investasi tidak mahal Langkah-langkah pemilihan Pompa : - Hitung maksimum volume air yang masuk. - Tentukan durasi pemompaan sehingga air tidak mengganggu terhadap kesinambungan operasi tambang. - Hitung keperluan debit pompa Hitung total dinamik head. - Tentukan Type dan ukuran pompa
I. CONTOH-CONTOH GARFIK PERFORMANCE POMPA Dibawah ini contoh-contoh grafik performance pompa untuk pemakaian di air bersih, kemampuan total head akan berkurang kalau fluida yang dipompa adalah lumpur karena density bertambah :
H al yang perlu diperhatikan dalam Pemasangan Pompa : A. Kurangi Resistensi Kurangi pemasangan belokan seminimal mungkin Pasang pipa dengan diameter yang sesuai Usahakan pemasangan pipa se-vertikal mungkin untuk mengurangi panjang pipa.
B. Hindari Kavitasi - Kerusakan Impeller Jaga tinggi pompa dari permukaan air jangan sampai melebihi kemampuan tinggi hisapnya (2- 6 meter). Jaga posisi ‘strainer ’ jangan terlalu dekat dengan permukaan air hindari pusaran yang mengakibat masuknya udara ke dalam pompa. : HAUL ROAD MAINTENANCE : CRADER :Perbaikkan jalan / meratakan jalan secara terus menerus bermaksud untuk mengurangi Rolling Resistance. Frekuensi perataan / grading tergantung pada standar konstruksi dan kepadatan lalu lintas serta beban kendaraan. Frekuensi grader dapat terjadi 1 kali dalam se-jam atau1 kali dalam 1 shift, rata-rata 1 kali dalam 2,5 jam. : HAUL ROAD MAINTENANCE : Water Sprayeng : Hal ini dilakukan untuk menjaga permukaan jalan tetap lembab (tidak basah), sehingga mengurangi adanya debu, mengurangi gangguan pengelihatan, dan memelihara permukaan jalan agar tetap padat. Jumlah keperluan air tergntung pada : ò Type material permukiaan jalan ò Kelembaban alam ò Curah Hujan ò Penguapan ò Kepadatan lalu lintas
Jumlah Water Sprayer Truck dihitung berdasarkan cycle time truck , pengisian tank dan pompa penyemprotan.
BAB III PENUTUP
4.1. Kesimpulan Adapun hal-hal yang dapat disimpulkan dari makalah ini meliputi : 1. Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral berharga secara ekonomis berdasarkan teknologi yang ada sekarang. 2. Berdasarkan tahapan proses, pengolahan bahan galian dapat dibagi menjadi tiga tahapan proses, yaitu Tahap Preparasi, Tahap Pemisahan, dan Tahap Dewatering. 3. Concentration yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan pengendapan mineral-mineral yang ada. 4. Flotation adalah proses pengapungan. Di bidang metalurgi, flotasi atau lebih spesifik lagi flotasi buih adalah metode fisika kimia di mana partikel-partikel dari mineral yang berbeda dipisahkan satu dengan yang lainnya dengan mengapungkan mineral tertentu ke permukaan air. 5. Dewatring merupakan kegiatan akhir dari pengolahan bahan galian setelah kosentrat didapatkan. Kegiatan ini meliputi Thickening (Pengkayaan unsure), Filtering (Pemilihan), Drying (Pengeringan).
4.2. Saran Adapun saran yang penulis sampaikan yaitu semoga apa yang telah kita pelajari pada pelajaran Pengolahan Bahan Galian ini dapat kita terapkan dengan kemampuan kita masing-masing.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat
dan
karunia-Nya
yang
begitu
melimpah
sehingga
Penulis
dapat
menyelesaikan tulisan ini pada waktunya. Pada kesempatan ini, Penulis ingin mengucapkan terima kasih kepada : 1. Dosen pengasuh mata kuliah Pengolahan Bahan Galian. 2. Rekan-rekan yang telah membantu penulisan makalah ini. Penulis sadar bahwa dalam tulisan ini masih banyak terdapat kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang bersifat membangun sangat bermanfaat untuk penyempurnaan tulisan ini. Akhir kata Penulis berharap semoga tulisan ini dapat bermanfaat untuk memajukan ilmu pengetahuan dan teknologi.
Makassar,
januari 2014
Penulis
DAFTAR PUSTAKA
Bates, R.L., 1960. Geology of The Industrial Rocks And Minerals, Harper And Raw Publisher, New York. Kuzvart, M., 1984. Industrial Minerals And Rocks, Development in Economic Geology 18, Elsevier, Amsterdam. _____. 1986-1990. Pengembangn Kapasitas Nasional Sektor Industri. Departemen Perindustrian. Power, T., 1985 Limestone Spesifications, Limiting Constrants on The Market, Industrial Minerals.
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR .................................................................................... iii DAFTAR ISI .................................................................................................. iv DAFTAR GAMBAR ...................................................................................... v BAB I. PENDAHULUAN ..................................................................................... I-1 I.1 Latar belakang ........................................................................................... I-1 I.2 Tujuan penulisan ....................................................................................... I-2 II. IV TINJAUN PUSTAKA................................................................................... II-1 II.1 Konsep Dasar Pengolahan Bahan Galian................................................ II-1 II.2 Preperasi .............................................................................................. .. II-1 II.3 Konsentrasi........................................................................................... .. II-4 II.4 Dewatering ......................................................................................... .. II-12 III. IV. PENUTUP............................................................................................... IV-1 IV.1 Kesimpulan........................................................................................... IV-1 IV.2 Saran..................................................................................................... IV-1 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN
