Laporan Modul 6: Pengolahan Bahan Galian, MG3017
&aboratorium $engolahan 4ahan #alian $rogram Studi 2eknik Metalurgi 5akultas 2eknik $ertambangan dan $erminyakan 6nstitut 2eknologi 4andung +,-7
Humphrey Spiral Rofiul !mam "1#11$0#6% & 'elompo 1& (um)a*, 17 Mare* #017 +i*en : -iri .afi /raan "1#13061%
Abstrak – Praktikum Pengolahan Bahan Galian Modul 6 akan melakukan percobaan pemisahan dengan menggunakan Humphrey Spiral. Tujuan dari percobaan ini yaitu mempelajari dan memahami prinsip kerja alat serta mekanisme pemisahan dan mempelajari operating ariabel alat serta pengaruhnya pada hasil pemisahan. Prosedur percobaan yang pertama dengan mempelajari cara kerja alat s erta operating ariabel yang perlu diatur. Selanjutnya menyiapkan bijih yag akan dipisahkan! lalu tangki diisi dengan air! jalankan pompa! amati aliran air pada spiral. Setelah itu! masukkan umpn kedalam tangki secara teratur kurang lebih " #g$menit! atur posisi splitter pada alat sehingga terjadi pemisahan yang baik. %angkah terakhir yaitu mengamati produk yang telah di hasilkan dan melakukan analisa.
+2 in4 in4au auan an Pu Pu*a *aa a
Humprey spiral merupakan alat penetrasi pemisahan mineral berat dan mineral ringan yang berbentuk spiral yang ang men mengg ggun unak akaan gaya g aya sentrifugal sentrifug al dan air sebagai media konsen konsentra trasi. si. Metod Metodee pemisa pemisahan han ini termas termasuk uk kedala kedalam m “gravity concentration”. concentration”. Humprey Humprey Spiral juga merupakan merupakan kegiatan kegiat an pemisahan antara concentrate dan dan tailing tailin g den deng gan menggunakan aliran air horisontal. Gam5ar 12 Rangkaian Alat Humphrey Spiral
Humprey spiral spiral berdasark berdasarkan an fungsinya meru merupa paka kan n suat suatu u alat pemisah bijih. bijih. Secara prinsip pemisahan mineral! mine ineral deng dengan an menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida yang hori"ontal. Humprey spiral terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai alat pemisah. #aya #aya!g !gay ayaa yang yang memp mempen enga garu ruhi hi dala dalam m pros proses es pemisahan antara material konsentrat dengan material pengotornya yang menggunakan humprey spiral adalah gaya sentrifugal gaya sentripetal gaya dorong air gaya gravitasi dan gaya gesek. $rinsip kerja dari alat ini adalah umpan dimasukkan kedala kedalam m kotak kotak penamp penampung ung umpan. umpan. %emud %emudian ian dengan dengan menggunakan pompa air larutan umpan dipompa ke atas spira spiral. l. &arut &arutan an umpan umpan akan akan terleb terlebih ih dahulu dahulu mele'a mele'ati ti hydr hydroc ocyc yclo lon. n. $ada $ada hydr hydrocy ocyclo clon n umpa umpan n dipi dipisa sahk hkan an menjadi mineral berat dan mineral ringan. Mineral berat akan keluar dari hydrocylon melalui pipa bagian ba'ah
(mpan
memasuki saluran dalam bentuk campuran yang hampir homogen. )Syafi*i +,-+
spiral
Gam5ar #2 $emisahan Material $ada Spiral
/alam proses pemisahan partikel menggunakan spiral conc concen entr trat atio ion n terd terdap apat at dua dua hal hal pent pentin ing g yang yang haru haruss diperhatikan yaitu 0
-.
1ariabe iabell Ala Alatt a. 2ipe 2ipe spira spiral l berpen berpengar garuh uh terha terhadap dap kece kecepat patan an aliran alir gaya sentrifugal yang dihasilkan dan jenis aliran. b. $osisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang akan ditampung sebagai konsentrat tailing dan midling. c. 3uml 3umlah ah spira spiral l pengar pengaruh uh banyak banyakny nyaa spir spiral al adalah untuk mendapatkan keadaan steady state state di mana mana aliran aliran air tidak tidak turbul turbulen. en. Sema Semaki kin n bany banyak ak juml jumlah ah spir spiral al akan akan semak semakin in baik baik untuk untuk keadaa keadaan n steady steady state state agar pemisahan berlangsung dengan baik. d. %eti %eting nggi gian an spira spiral l keting ketinggi gian an spria spriall akan akan berpengaruh terhadap kemiringan )slope spir spiral al yang yang akhi akhirn rnya ya ikut ikut mene menent ntuk ukan an
+.
e. $enampang melintang heli8 dan diameter 1ariabel 9perasi a. /erajat liberasi dan ukuran feed. (kuran feed yang terlalu besar akan menyulitkan proses stratifikasi karena akan ada partikel!partikel yang tidak dapat bergerak akibat tekanan air yang tidak kuat. 2etapi jika ukurannya terlalu kecil juga akan menyulitkan karena akan banyak mineral berharga yang masuk ke tailing. b. Selang ukuran feed Selang ukuran umpan yang ideal adalah !:;< sampai =>?< ),,-; mm ! ,? mm. 3ika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan karena tidak terjadi stratifikasi pada lapisan di atas fluida. 3ika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan. c. &aju pengumpanan 3ika laju pengumpanan terlalu besar maka tidak akan terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. %arena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. 2etapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak efisien. d. 3umlah dan kecepatan aliran air pencuci )'ash 'ater 3umlah dan kecepatan aliran air pencuci ikut menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state. Hal ini dipengaruhi oleh kekuatan motor yang digunakan untuk memompa air dari tangki penampungan kembali ke atas spiral yang paling tin ggi. e. $ersen solid umpan 6dealnya persen solid pada umpan adalah -;@. $engaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. $ersen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pempompaan sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis. f. Sifat!sifat material
B2 a*a Pero5aan $raktikum pada modul ini menggunakan sampel mineral kasiterit dengan pengotor silika berikut datanya0
-.
Specific #ravity dari mineral sampel Speifi Gra8i*y
'ai*eri* Silia
7 +.;
+.
Massa mineral Bera*
-,,
gr
9onen*ra*e
>,
gr
Middling
-;
gr
ailing
>,
gr
-eed
:.
/ata hasil percobaan a. /ata 5eed -eed
o
1
3
7
;
H
P
H
P
H
P
H
P
H
P
1
:
-,
-
--
+
-,
-
B
,
7
#
-
B
-
B
:
+
?
,
>
3
+
?
;
?
-
?
>
B
,
$
+
B
7
>
B
+
7
,
?
-
7
7
B
-
7
+
-
>
b.
/ata %onsentrat 9onen*ra*e
o
1
3
7
;
H
P
H
P
H
P
H
P
H
P
1
+
:
:
+
:
-
+
:
-
#
7
:
+
7
+
:
+
+
>
>
3
+
-
-
:
>
+
-
-
:
-
$
:
>
;
+
:
>
:
+
;
-
>
+
>
;
7
:
>
>
:
+
c.
/ata Middling Middling
o
1
3
7
;
H
P
H
P
H
P
H
P
H
P
1
;
-
;
-
-+
>
7
>
;
;
#
;
+
?
+
+
;
+
7
+
3
+
+
;
-
>
-
:
-
+
:
$
;
+
+
7
:
:
;
+
:
-
+
:
-
+
-
:
-
d.
/ata 2ailing ailing
o
1
3
7
;
H
P
H
P
H
P
H
P
H
P
1
,
7
,
:
,
:
-
>
,
:
#
,
-
;
,
:
,
7
-
7
3
,
>
-
?
-
,
+
,
B
$
-
;
,
7
,
:
,
+
,
>
,
?
,
:
,
;
,
;
,
?
&Si'(
$ C Si9+
C +.; gDcm:
DLSiO 2=
'adar Mineral dalam -eed
'adar Sn># ?=@ -
+
:
>
;
3umlah
-
+
:
>
;
3umlah
>>
-B
:;
+:
,
.+?
;
?-
;
77
-,,
7+
+:
+:
;7
>,
,
:>
77
77
>:
.,
-,,
>
+
+;
;>
,
>;
.:?
7;
>
-,,
;;
:7
B
;>
>:
,
>?
:
:-
>
;7
-,,
;+
. +7
7
+7
>7
>,
>B
7:
::
7:
;:
,
;-
>-
Rata!rata
.
+ ƩH
x 100
Effesiensi
Eff =
C + M + T x 100 F
92 Pengolahan a*a Pero5aan
;B
$ersamaan yang digunakan dalam perhitungan -. Metelurgical balance
F . f =T . t + C .c +.
Ʃ P
SiO 2 )@
%adar
Rata!rata
ƩP
Material 4alance
a. -.
%adar mineral %adar Mineral dalam 5eed
+.
%adar Mineral dalam %onsentrat
:.
%adar Mineral dalam Middling
F =T + C ,makaT = F −C :.
Recovery
R=
c x ( f −t ) x 100 f x ( c −t )
'adar Mineral alam Middling
'adar Sn># ?=@ %adar Mineral dalam %onsentrat
'adar Sn># ?=@
%adar
+
:
>
;
3umlah
-
+
:
>
>
?,
?B
>
B>
?-
:
+,
--
:
?
>:
>
7:
7:
7,
->
;7
:
+7
?>
>7
?>
7:
?B
7?
-
;:
-
+7
7
?7
7
?,
B:
7B
::
-:
::
+,
?>
?
?
7:
?,
7?
-
:+
->
+7
Rata!rata
77
:
>
;
3umlah
-
+
:
>
;
B B: ? ?+ 7: ? 7 7 -+7 : B ? Mineral alam ailing ? B? ?7 B, 'adar ?B B --, 7 B : : Sn> # ?=@ %adar B:'adar B ?B > ?> + 7 B -: ; 7 3umlah 2 : 7 + :? > ; 3umlah -+ ; -? -B?B ?> ?7 ? -->: - > -: 7 -,: -, , , >, , -+ -,, , +7 ,? :,?B ? ?> ?B ?? ---, -,-B B -, -, :; , , +7 - ; -,, -- , ++ Rata!rata ?B Rata!rata , , -, +; :, , -; 7; B -,, 7 , +, : -, +, ++, , , , -; -,, -,, ; , -, -, , +:, , , , , -,, -,, , ,
SiO 2 ()
-
Rata!rata
+
SiO 2 ()
%adar
/imana ) * berat mineral dalam konsentrat +kg, - * berat mineral dalam eed +kg,
c = kadar mineral dalam konsentrat (%) f = kadar mineral dalam feed (%) t = kadar mineral dalam tailing (%)
-> --
SiO ()
Rata!rata
C.c R= x 100 F . f
3umlah
--
Rata!rata
>.
%adar Mineral dalam 2ailing
b.
/erajat &iberasi -. /erajat liberasi 5eed
-
;
3umlah ->
-, ,
?? -+
7:
?> --
-, , -, , -, ,
?; ?B -,, ?B
-eed era4a* Li5erai
>.
%adar
Kadar SnO2=
Kadar SiO 2= ;.
ρ H . ƩH ρ H . ƩH + ρ P . ƩP ρ P . ƩP
ρ P . ƩP + ρ H . ƩH
x 100
x 100
1
#
3
$
3umlah
+:@
?@
-7@
-,@
,@
-+.B@
-,@
-,@
::@
+,@
,@
-.+?@
+,@
:?@
--@
:-@
,@
+:.;:@
-?@
>@
:-@
++@
,@
+;.B:@
-:@
>>@
-:@
+;@
+,@
+.7@
+.
/erajat &iberasi
DLSnO2 =
Ʃ H Ʃ H + ƩP
+-.,;@
Ra*a
/erajat liberasi konsentrat 'onen*ra*
x 100
era4a* Li5erai 1
+
:
>
;
3umlah
70=
++@
>,@
;,@
;,@
>7.++@
67=
+;@
7@
;,@
7;@
;7.?B@
$3=
7-@
>:@
,@
?:@
;B.:?@
67=
>>@
7,@
;,@
,@
;7.?B@
DLSiO 2=
;.+B@
Ra*a
:.
DLSnO2 =
/erajat liberasi Middling
ƩH
+
Ʃ H ƩP ƩP
Ʃ P
+ ƩH
x 100
x 100
Setelah diolah menggunakan Ms. E8cel didapatkan0
Middling era4a* Li5erai 1
+
:
>
;
3umlah
A3=
?:@
7;@
>@
;,@
B.:B@
-eed
+-.,;@
71=
?,@
7;@
7-@
7?@
7;.-@
'onen*ra*
;.+B@
0=
?:@
?,@
7;@
>,@
.7@
Middling
7.:,@
71=
7;@
7,@
7@
7-@
7,.7:@
ailing
>.;-@
7=
7;@
7;@
7@
7;@
7:.B-@ 7.:,@
Ra*a
>.
era4a* Li5erai
c.
$erhitungan Recovery
/erajat liberasi 2ailing
R=
ailing era4a* Li5erai 1
+
:
>
;
3umlah
0=
,@
,@
+,@
,@
>.7@
0=
-7@
,@
,@
-:@
.7@
0=
--@
->@
,@
,@
.>;@
17=
,@
,@
,@
,@
>.;;@
0=
,@
,@
,@
,@
,.,,@
( −11 ) x 100 41 x ( 77 −11 ) 77 x 41
R= 85.37
>.;-@
Ra*a
a.
R=
c x ( f −t ) x 100 f x ( c −t )
%adar 4erdasarkan rumus perhitungan kadar setelah diolah menggunakan Ms. E8cel didapatkan0
d.
$erhitungan Fisbah konsentrasi
( c −t ) ( f −t ) (77 − 11 ) Nk = ( 41 −11 ) Nk =
Nk =2.2 e.
CC = 'adar Sn>#
'adar
SiO 2
-eed
>-@
;B@
'onen*ra*
77@
+:@
Middling
?B@
--@
ailing
--@
?B@
b.
/erajat &iberasi 4erdasarkan rumus perhitungan derajat liberasi
CC = f.
$erhitungan Griteria of Goncentration
ρ kasiterit − ρair ρsilika− ρair
−1 = 3.636 2.65 −1 7
Eual Settling
!r !r " 1 ) r 1 ρ2− ρ cc cc = = r 2 ρ1− ρ ( 7 !r / cc " 1 !r / cc )
( 2.65
r1 =0.275 r2 >.
r 1=0.275 r 2 g.
Effisiensi
F . f =T . t + M . m + C .c
F . f − T . t −C . c 100.41 − 40.11− 4 = M = m 89 M =6.52 !ram
;.
Effesiensi alat menggunakan Middling hasil perhitungan Metelurgical balance
Eff =
M =6.52 !ram
C + M + T 40+ 6.52 + 40 x 100 = x 100 100 F
Eff = 86.52 Effesiensi alat menggunakan Middling hasil perhitungan langsung dari data
Eff =
M =15 !ram
40+ 15 + 40 C + M + T x 100 = x 100 100 F
Eff = 95 2 +nalia Hail Pero5aan /ari hasil pengolahan dan perhitungan data percobaan diperoleh 0 -. %adar kasiterit )Sn9+ pada konsentrat yang diperoleh adalah sebesar 77@. /ari sini terlihat bah'a kadar yang diperoleh dari proses konsentrasi masih belum menunjukkan angka dimana proses konsentrasi tersebut dapat dikatakan baik. Hal itu karena dari konsentrat yng diperoleh masih terdapat lebih dari ;@ material pengotor. +. %adar Sn9+ pada tailing yang diperoleh adalah sebesar --@. $ada kadar Sn9+ tersebut pada tailing artinya masih ada kemungkinan Sn9+ yang terbuang bersama tailing dari keseluruhan feed yang dimasukkan. Hal ini tentu sangat perlu untuk dihindari guna mencegah bengkaknya biaya akibat produksi yang rendah. Recovery dari alat sendiri mencapai angka
.
R= 85.37 . %eadaan ini perlu diperbaiki
:.
mengingat dengan rendahnya recovery makadapat menambah biaya pemrosesan untuk mencapai suatu target tertentu. Efisiensi alat sendiri mencapai angka
Eff = 86.52 . 6ni
tentunya
perlu
7.
ditingkatkan karena angka ?@ pada mineral loss merupakan angka yang besar )lebih dari ;@. %onsentrasi Sn9+ di konsentrat sebesar 77@ naik dari kadar Sn9+ di feed sebesar >-@. Singkatnya tujuan dari proses konsentrasi dengan metode ini mencapai target utamanya )meningkatkan kadar Sn9+ dari feed ke konsentrat. $engaruh parameter terhadap optimalisasi pemisahan ! &aju pengumpanan 3ika laju pengumpanan terlalu besar maka tidak akan terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. %arena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. 2etapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak efisien. ! $ersen solid umpan 6dealnya persen solid pada umpan adalah -;@. $engaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. $ersen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pempompaan sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis. ! Selang ukuran feed Selang ukuran umpan yang ideal adalah !:;< sampai =>?< ),,-; mm ! ,? mm. 3ika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan karena tidak terjadi stratifikasi pada lapisan di atas fluida. 3ika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan. ! Splitter $osisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang akan ditampung sebagai konsentrat tailing dan midling ! 3umlah spiral 3umlah spiral pengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan keadaan steady state di mana aliran air tidak turbulen. Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik. Gara meningkatkan kadar dan recovery Gara meningkatkan recovery yaitu dengan menaikkan kadar mineral berharga dalan konsentrat menaikkan kadar dalam konsentrat bisa dilakukan dengan menambah jumlah spiral sehingga proses mineral akan menempuh proses di Humphrey Spiral lebih lama dengan demikian mineral berharga dan mineral pengotor akan terpisahkan dengan maksimal. Selian itu bisa juga dengan membuat homogen ukuran $enyebab effesiensi tidak -,,@ $enyebab dari effisiensi tidak -,,@ yaitu karena
sehingga meneral itu teringgal dalam 'adah penampung konsentrat dan tailing. Selain itu penyebabnya juga karena adanya mineral yang terbuang selama proses Humphrey Spiral. 2 (aa5an Per*anyaan dan uga -. 3elaskan bijih apa saja yang umum diolah dengan Humphrey spiral I Syarat utama agar suatu bijih dapat diolah dengan metode humphrey spiral adalah mineral berharga dan pengotornya harus memiliki perbedaan berat jenis D density yang si gnifikan dan mempunyai kriteria konsentrasi ≥ -+;. 4ijih yang umum diolah diantaranya 0 Rutile
+.
#arnet Gassiterite Scheelite
dari selang ini berarti umpan pekat sehingga ada mineral!mineral pengotor masuk ke konsentrat -2 'eimpulan $rinsip kerja dari konsentrasi gravitasi adalah memanfaatkan perbedaan kecepatan turun material dalam suatu feed saat diberikan gaya penggerak #aya!gaya yang berperan dalam proses konsentrasi dengan metode Humphrey Spiral diantaranya gaya gravitasi gaya gesek gaya sentrifugal serta gaya dorong air. Filai dari %adar mineranya adalah sebagai berikut0 'adar Sn>#
'adar
SiO 2
-eed
>-@
;B@
'onen*ra*
77@
+:@
Middling
?B@
--@
ailing
--@
?B@
4ijih besi Mona"ite Ghromite
Sebutkan gaya!gaya yang bekerja pada partikel mineral yang menyebabkan terjadinya pemisahan #aya gravitasi
#aya sentrifugal #aya dorong air #aya gesek
/erajat liberasinya sebagai berikut0 era4a* Li5erai -eed
+-.,;@
'onen*ra*
;.+B@
Middling
7.:,@
ailing
>.;-@
Effisiensinya sebesar
Eff = 86.52 :.
>.
Apakah fungsi hydroclone yang ada pada alat dan apakah pengaruh banyaknya lingkaran spiral J 5ungsi hydrocyclone adalah memperkecil selang ukuran umpan dan untuk mengatur @ solid umpan sedangkan semakin banyak lingkaran spiral maka akan menyebabkan pemisahan material semakin baik diakibatkan oleh semakin banyak gaya sentrifugal yang bekerja. 3elaskan faktor berikut terhadap efiiensi pemisahanI laju pengumpanan yang cepat dan kontinu
akan memperbesar efisiensi pemisahan. /engan laju pengumpanan yang relatif cepat berarti akan mengoptimumkan energi listrik yang digunakan dan laju pengumpanan yang kontinu akan memberikan produk yang dikeluarkan kontinu juga. Selang ukuran yang kecil dari umpan akan
memberikan kadar konsentrat yang tinggi / solid umpan harus berada pada selang -,!>, @ karena bila @ solid umpan yang kecil dari selang ini berarti umpannya encer ) porsi air lebih banyak dari porsi solidnya sehingga akan menyebabkan
Recovery dari proses pemisahan ini sebasar0
R= 85.37 G2 af*ar Pu*aa Kills 4arry A. Seenth 0d.1ills2 Mineral Processing Technology 3 4n 5ntroduction to the Practical 4spects o 're Treatment and Mineral ecoery.
%elly Errol dan /avid Spottis'ood. 6ntroduction to Mineral $rocessing. 3ohn Killey and Sons.-B?+. Hal -+7!-;7. $yror E.3. Ghapter -:. Mineral $rocessing. F. Sevryukov 4. %u"min L. Ghelishchev. #eneral Metallurgy. $eace $ublisher.Mosko'. Hal +- +7 http0DDerickalfonsus.blogspot.comD+,-+D,-Dhumprey! spiral.html diakses +- Maret +,-7 +,.,, K64. https0DD'''.scribd.comDdocD+,;::?77:DHumprey! Spiral diakses +- Maret +,-7 +,.,, K64. http0DDarsipteknikpertambangan.blogspot.comD+,-,D, D humprey!spiral.html diakses +- Maret +,-7 +,.,, K64.
H2 Lampiran
Gam5ar :
Humphrey Gam5ar $: /okumentasi kegiatan
Spiral
skala &ab.
Gam5ar
:
Humphrey Spiral skala industri
Gam5ar : /okumentasi kegiatan
