Tanggal 28 Januari 2015 (kelas A dan Kelas B) BAHAN KULIAH PENGOLAHAN SUMBERDAYA MINERAL DAN ENERGI
Mata Kuliah Pengolahan Sumberdaya Mineral Dan Energy From Ir. A. Taufik Arief,M.Sc
Pengolahan Bahan galian atau Mineral Dressing adalah istilah umum yang biasa dipergunakan untuk proses pebgolahan semua jenis bahan galian/mineral yang berasal dari endapan-endapan alam pada kulit bumi, untuk dipisahkan menjadi produk-produk berupa satu macam atau lebih mineral berharga dan sisanya dianggap sebagai mineral kurang berharga, yang terdapat bersama-sama dalam alam.
Dengan demikian istilah Mineral Dressing dapat juga meliputi : 1. Mineral Dressing, yaitu proses pengolahan bahan galian anorganik secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dan fisik dari mineral-mineral tersebut atau perubahan hanya sebagian dari sifat fisik mineral tersebut. 2. Extractive Metallurgy, juga merupakan pengolahan bahan galian aborganik, tetapi dalam prosesnya mineral-mineral tersebut mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut. 3. Fuel Technology, yaitu proses pengolahan bahan galian organic dimana dalam prosesnya mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut. Secara umum Mineral Dressing adalah suatu proses pengolahan bahan galian/mineral hasil penambangan guna memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya yang kurang berharga, yang terdapatnya bersama-sama (gangue mineral). Proses Pengolahan berlangsung secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dan fisik dari mineral-mineral tersebut atau hanya sebagian dari sifat fisik saja yang berubah. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan : 1. Memperkecil ukuran bahan atau mineral-mineral tersebut, sehingga terjadi liberasi sempurna dari partikel-partikel yang tidak sejenis satu sama lain. 2. Memisahkan partikel-partikel yang tidak sama komposisi kimianya atau berbeda sifat fisiknya. Proses pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya (gangue mineral) yang kurang berharga merupakan inti dari proses pengolahan bahan galian. Proses ini terdiri t erdiri dari beberapa langkah : 1. Communition (Pengecilan ukuran dengan alat crushing dan grinding) 2. Sizing (Penyeragaman ukuran dengan screening classiflying) 3. Concentration (Pemisahan mineral berharga dari pengotornya)
4. Dewatering (Pengeringan).
II. Klasifikasi Bahan Galian 1. Pengertian Bahan Galian Bahan galian adalah semua produk dari pertambangan yg diperoleh dengan cara pelepasan dari batuan induknya di dalam kerak bumi, terdiri dari mineral-mineral. Mineral adalah suatu benda berbentuk padat, cair atau gas yang homogen dan dan terdapat di alam, terbentuk secara alamiah dari bahan-bahan an-organis, mempunyai komposisi kimia tertentu dengan struktur atom dan sifat fisik yang sama. 2. Klasifikasi Bahan Galian Berdasarkan Undang-undang pokok pertambangan, bahan galian dibagi dalam 3 golongan : 1. Bahan Galian Strategis atau golongan A 2. Bahan Galian Vital atau Golongan B 3. Bahan galian bukan strategis dan vital atau golongan C Berdasarkan kandungan Mineralnya bahan galian dapat dibedakan dalam 2 jenis yaitu : 1. Bijih (ore), bahan galian sebagai sumber bahan logam, contohnya kasiterit(Sn), Hematit(Fe), Bauksit(Al) dll. 2. Bukan Bijih, Sebagian sumber bahan bukan logam, contohnya belerang, fosfat, kaolin, kapur,dll Berdasarkan Mineral Ekonomi 1. Metalic Mineral: - Precious metal : emas, platina dan perak - Base metal : tembaga, seng dan timah - Steel industry : besi, nikel, chromium, mangan, tungsten dan vanadium - Electronic industry : cadmium, bismuth dan germanium - Radio active : Uranium dan radium 2. Non-Metalic Mineral : - Isolator : Mika dan asbes - Refractory material : silica, alumina, zircon dan grafit
- Abresive Mineral : corundum, garnet, intan dan topaz - general industrial Mineral: fosfat, belerang, batu gamping, garam, barit, boraks, feldspar, magnesit, gypsum, clay (lempung)dll 3. Fuel Mineral : - Solid (zat padat) : coal, lignite dan oil shale - Liquid (zat cair) : minyak bumi. 3. Sifat Fisik Bahan Galian pada pengolahan bahan galian dalam prosesnya lebih mendasarkan pada sifat fisik mineral dari pada sifat fisik kimia. Sifat-sifat fisik mineral yang penting adalah : 1. kekerasan / kelunakan (hardness/softness) 2. Kerapuhan (brittleness) 3. Structure dan fracture 4. Agregasi (aggregation) 5. warna dan kilap (listre) 6. Berat jenis (spesific Gravity) 7. Sifat Kemagnetan (magnetic susceptibility) 8. sifat kelistrikan (electro-conductivity)
Tahap-tahap utama dalam proses PBG terdiri Dari :
Kuminusi (Comminution)
Tahap pertama / primer (primary stage)
Crushing
- Tahap kedua / sekunder (secondary stage) - Tahap ketiga / tersier (tertiary stage) - Kadang-kadang ada tahap keempat / kwarter (quaternary stage Grinding
- Batang-batang baja (rod mills) - Bola-bola baja atau keramik (steel or ceramic balls).
Screening/Sieving process
Metode Pemisahan/Separation(Concentratio
1. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
Hand sieve Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive Sieve shaker / rotap Wet and dry sieving Stationary grizzly Roll grizzly Sieve bend Revolving screen Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.) 10. Shaking screen 11. Rotary shifter
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Hand Sorting Gravity Concentration Flotation Magnetik Separation Higth Tension Separation Dense Media Separation
DEWATERING -------THICKENING ===== DRYING ====PRODUCT
2.1. KOMINUSI ATAU REDUKSI UKURAN (COMMINUTION)
Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses PBG yang bertujuan untuk : 1. Membebaskan / meliberasi (to liberate) mineral berharga dari material pengotornya. 2. Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya. 3. Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak dengan zat lain, misalnya reagen flotasi. Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu : 1. Peremukan / pemecahan (crushing) 2. Penggerusan / penghalusan (grinding) Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu : - Tahap pertama / primer (primary stage) - Tahap kedua / sekunder (secondary stage) - Tahap ketiga / tersier (tertiary stage) - Kadang-kadang ada tahap keempat / kwarter (quaternary stage) 2.1.1. Peremukan / Pemecahan (Crushing)
Peremukan adalah proses reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter s ekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm. Peralatan yang dipakai antara lain adalah : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Jaw crusher Gyratory crusher Cone crusher Roll crusher Impact crusher Rotary breaker Hammer mill
2.1.2. Penggerusan / Penghalusan (Grinding)
Penggerusan adalah proses lanjutan pengecilan ukuran dari yang sudah berukuran 2,5 cm menjadi ukuran yang lebih halus. Pada proses penggerusan dibutuhkan media penggerusan yang antara lain terdiri dari : 1. Bola-bola baja atau keramik (steel or ceramic balls).
1. Batang-batang baja (steel rods). 2. Campuran bola-bola baja dan bahan galian atau bijihnya sendiri yang disebut semi autagenous mill (SAG). 3. Tanpa media penggerus, hanya bahan galian atau bijihnya yang saling menggerus dan disebut autogenous mill . Peralatan penggerusan yang dipergunakan adalah : 1. Ball mill dengan media penggerus berupa bola-bola baja atau keramik. 1. Rod mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja. 2. Semi autogenous mill (SAG) bila media penggerusnya sebagian adalah bahan galian atau bijihnya sendiri. 3. Autogenous mill bila media penggerusnya adalah bahan galian atau bijihnya sendiri. 2.2. PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
Setelah bahan galian atau bijih diremuk dan digerus, maka akan diperoleh bermacam -macam ukuran partikel. Oleh sebab itu harus dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran partikel agar sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan pada proses pengolahan yang berikutnya. 2.2.1. 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 : -
Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
-
Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).
Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium adalah : 12. Hand sieve 13. Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive 14. Sieve shaker / rotap 15. Wet and dry sieving Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri antara lain : 1. 2. 3. 4. 5. 6. 7.
Stationary grizzly Roll grizzly Sieve bend Revolving screen Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.) Shaking screen Rotary shifter
2.2.2. 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 : -
Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
- 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 Hal ini dapat berlangsung apabila sejumlah partikel dengan bermacam-macam ukuran jatuh bebas di dalam suatu media atau fluida (udara atau air), maka setiap partikel akan menerima gaya berat dan gaya gesek dari media. Pada saat kecepatan gerak partikel menjadi rendah (tenang/laminer), ukuran partikel yang besar-besar mengendap lebih dahulu, kemudian diikuti oleh ukuran-ukuran yang lebih kecil, sedang yang terhalus (antara lain slimes) akan tidak sempat mengendap. Peralatan yang umum dipakai dalam proses klasifikasi adalah : 1. Scrubber 2. Log washer 3. Sloping tank classifier (rake, spiral & drag) 4. Hydraulic bowl classifier 5. Hydraulic clindrical tank classifier 6. Hydraulic cone classifier 7. Counter current classifier 8. Pocket classifier 9. Hydrocyclone 10. Air separator 11. Solid bowl centrifuge 12. Elutriator
