LAPORAN MODUL 07 MG-3017 MAGNETIC SEPARATOR DAN ELECTROSTATIC SEPARATOR PUTRI APRILLIA (12113023)/KELOMPOK 06/SENIN,29-02-2016 FAJAR ZULFIKAR (12512007) Abstrak- Praktikum Praktikum modul 07-Magnetic Separator dan Electrostatic Separator-tujuan percobaan ini adalah mempelajari cara pemisahan campuran mineral berdasar sifat magnetnya menggunakan alat Magnetic Separator, baik dengan cara basah maupun dengan cara kering. Pada praktikum kali ini, campuran yang dipisahkan berupa campuran bijih besi dan silika dengan menggunakan alat magnetik separator dan electrostatic separator. Pada alat magnetik magnetic separator, prinsip yang digunakan adalah pemisahan dengan memanfaatkan sifat kemagnetan material. Sedangkan pada alat electrostatic, sifat yang dimanfaatkan adalah sifat konduktifitas dari mineral. Cara yang digunakan dalam menggunakan magnetik separator adalah menggunakan air dan tidak yang dibedakan menjadi cara basah dan kering. Hasil yang diperoleh dari pemisahan material yaitu berupa konsentrat dan tailin dan middling.
Tipe atau jenis separator ditentukan berdasarkan sifat kemagnetan dari bijih yang akan diolah. Penetuan berikutnya yaitu didasarkan pada ukuran ukuran bijih dan jenis operasinya. operasinya. Jika ukuran bijih yang akan dipisah lebih dari 10 mm, biasanya dipisah dengan cara kering atau tanpa air, maka dapat dipilih jenis drum saja yang dipasang di ujung konveyor. konveyor.
A. Tinjauan Pustaka
Magnetik separator adalah alat yang digunakan untuk memisahkan material kering maupun basah dengan menggunakan prisip gaya magner dan gaya gravitasi. Dalam keadaan dry material, diusahakan ukuran materialnya tidak terlalu halus, hal ini dikarenakan jika material terlalu halus akan menghambat proses kerja dan mengganggu kesehatan akibat banyaknya debu yang ada. Logam dapat dibagi menjadi tiga jenis yaitu jenis pertama adalah ferromagnetik yaitu logam yang dapat ditarik dengan kuat oleh magnet. Kedua paramagnetik yaitu logam/material yang ditarik lemah oleh magnet. Yang terakhir yaitu diamagnetik yaitu logam/material yang tidak dapat ditarik oleh magnet. Faktor yang mempengaruhi magnetik separator bekerja adalah gaya magnet, derajat liberasi serta laju air. Magnetik separator dibagi menjadi empat jeni yaitu : 1. Low intensity magnetic separator Memisahkan material karena perbedaan sifat magnet yang sangat besar (diamagnetik atau ferromagnetik) 2. Hight Intensity magnetik separator Memisahkan material karena perbedaan sifat magnet yang cukup besar (diamagnetik dan paramagnetik) 3. Hight Gradient Memisahkan material karena perbedaan sifar magnetnya sangat kecil (paramagnetik dengan paramagnetik atau feromagnetik dengan feromagnetik) 4. Super conducting Memisahkan sifat magnet yang memiliki sifat magnetik yang sangat kecil (feromagnetik dengan feromagnetik yang superkonduktor)
Untuk bijih dengan ukuran kurang dari 10 mm, biasanya dipisah dengan cara basah, ditambah air, maka dipilih jenis drum yang dipasang pada table box unit, jenis ini disebut dengan magnetic separator saja.
Bebapa hal yang mempengaruhi alat terhadap perolehan pemisahan mineral diantaranya adalah adalah : 1. Kecepatan rotor 2. Variasi ukuran butir
3. 4.
Sifat fisik dan kimia mineral Besarnya arus air
Secara umum, wet low intensity magnetic terdiri dari tiga tipe model atau jenis. Ketiga jenis ini dibedakan dari cara pengumpanan, arah aliran fluida yang membawa tailing dan distribusi ukuran bijih yang akan diolah. Sehigga sebelum melakukan pemilihan tipe model magnetik separator ini, harus benar-benar mengetahui distribusi ukuran bijih yang akan diolah. Tipe Concurrent Pada tipe ini, feed masuk searah dengan putaran drum. Feed masuk ke daerah medan magnt, atau pick up zone cendrunghorizontal. Tipe concurrent digunakan untuk bijih berukuran kasar, biasanya kurang daripada 10mm dengan ukuran halus, ukuran kurang daru 75 mikron tidak lebih daripada 10 %. Separator ini bisa dioperasikan dengan persen solid antara 30-50 %.
Tipe Counter current Feed masuk kedalam separator secara vertikal atas, langsung membentur permukaan drum. Feed langsung masuk ke daerah medan magnet, daerah pisk up zone. Aliran feed tidak sempat untuk membentuk stratifikasi. Paerikel mineral memiliki kesempatan yang sama untuk kontak dengan per mukaan drum. Kesempatan kontak yang sama artinya magnetik mineral dan gangue punya kesempatan yang sama untuk kontak dengan drum. Hal ini tentunya dapat mengurangi terjadinya kehilangan magnetik mineral oleh dorongan aliran fluida. Terutama partikel yang halus. Pada separator ini , arah aliran tailing berlawanan dengan putaran drum. Hal ini akan memberikan kesempatan mineral magnetik yang terlanjur masuk ke dalam aliran tailing dapat tertarik oleh permukaan drum dan masuk kembali kedalam konsentrat. Tipe counter current digunakan untuk bijih yang berukuran krang dari 1 mm dengan ukuran halus, kurang daripada 75 mikron bisa lebih dari 50%. Separator ini baisanya dioperasikan dengan persen solid antara 25-35 %
Tipe Counter rotation Pada tipe ini, feed masuk membentuk sudut atau datangnya mineral agak miring. Pada separator tipe ini, arah aliran fluida yang membawa tailing berlawanan dengan arah putaran drum. Dengan desain seperti ini, mineral magnetik yagn ikut terdorong oleh aliran fluida tailing dapat tertarik atau tertangkap kembali oleh medan magnet dan menempel pada permukaan drum. Mineral magnetik dapat keluar dari jalur tailing. Kondisi ini dapat menignkatkan recovery mineral magnetik. Pemisahan counter-rotation digunakan untuk pemisahan bijih yang berukuran kurang dari 8 mm, dengan ukuran sedang halus, kurang daripada 75 mikron tidak lebih daripada 50%, separator ini dioperasikan dengan persen solid 30-50%.
Elektrostatik separator adalah alat ang memisahkan material berdasarkan perbedaan sifat mudahnya menghantarkan listrik, konduktor dan isolator. Konduktor adalah mineral yang dengan mudah dapat menghantarkan arus listrik. Sedangkan isolator adalah mineral yang sulit menghantarkan arus listrik.. dalam electrostatic separator digunakan dua istilah yaitu pinnging dan lifting. Pinning afalah material non-konduktif (isolator) yang nemenpel. Sedankan lifting adalah material konduktif yang dilontarkan. Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan antara lain : 1. Sifat magnet Sifat magnet berhubungan denan besarnya gaya magnet untuk menarik mineral yang bersifat magnet. Namun dalam penggunaannya sifat magnet digunakan seperlunya tidak boleh terlalu berlebih. Karena jika terlalu berlebih, terdapat partikel dengan perbedaan magnet yang kecil dan sulit untuk memisahkannya
2. Derajat liberasi Besarnya derajat liberasi mineral akan semakin baik proses pemisahan partikel magnetik dan non-magnetik 3. Laju alir Laju alir berhubungan dengan seberapa lama mineral berinteraksi dengan magnet. Semakin cepat laj u air, maka interaksi magnet dengan air akan semakin sedikit membuat pemisahan kurang maksimal. Untuk mengatasi recovery yang bisa dibilang rendah, maka selain dilakukan efisiensi pada faktor-faktor yang mempengaruhi. Perlu dikatakan bahwa melihat ukuran material, jika ukurannya terlalu kecil atau halus menyebabkan debu yang terjadi dan tidak menempel pada magnet.
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. B. Data Percobaan
Berat feed Bijih besi Berat pasir silika Berat konsentrat Kadar konsentrat
5000gr 500 gr 4500 gr 300 gr 88 %
Setelah dilakukan pencampuan antara bijih besi dan silika menjadi feer, feed kemudian dimasukkan ke dalam kagnetik separator dan diperoleh hasil sebagai berikut : Berat feed (gr) 5000 gr
Berat konsentrat (gr) 300 gr
Kadar konsentrat (%) 88
C. Pengolahan Data Percobaan
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. 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.
Dalam percobaan ini, dilakukan dengan campuran silika dan pasir besi dengan 90 % silika, dengan berat feed sebesar 5000 gram. Dari hasil magnetik separator, didapatkan kadar b esi (konsentrat) adalah 88 %. Setelah itu dilakukan perhitungan terhadap kadar pada tailing dengan rumusan material balance sebagai berikut:
F.f = K.k + T.t Dimana : F = berat feed K = berat konsentrat T = berat tailing
f = kadar feed k = kadar konsentrat t = kadar tailing
Dari hasil yang didapatkan, didapatkan berat tailing adalah : Berat tailing (T) = feed – konsentrat = 5000 gr – 300 gram = 4700 gr Kadar Feed (f)
= (massa pasir besi / massa feed ) * 100 % = (500 gr / 5000 gr) * 100 % = 10 %
Kadar tailing (t) = (((F*f)-(K*k)) / T)*100% = (((5000gr*10%)-(300gr*88%))/4700gr)
= 0.05 * 100% =5% Recovery (R)
= ((K*k)/(F*f)) * 100% = ((300*88%) / (5000*5%)) * 100 % = 52.8 %
Ratio of Consentration (N k ) Nk
=
oleh magnet dan terbawa ke daerah tailing. Jika lapisan feed tipis, maka kemungkinan bijih besi tertarik oleh magnet akan semakin besar sehingga di dapatkan recovery yang besar. Selain itu, jika bijih yang ada tertalu kecil, ada kemungkinan bijih terbang sehingga tidak ikut masuk ke bagian konsentrat ataupun tailing. skema kerja alat magnetik separator
= (88%-5%) / (10%-5%) = 16.6 F = 5000 gr f = 10 %
PBG
K = 300 gr k = 88 %
T = 3700 gr t =5%
Skema kerja alat elektrostatic separator
D. Analisa Hasil Percobaan
Dari hasil pemisahan campuran besi dan silika yang telah dilakukan menggunakan alat magnetik separator dengan memanfaatkan sifat magnetik suatu materialnya, didapatkan nilai kadar biji yaitu 88 %, kadar tailing 5 % dan recovery sebesar 52.8 %. Pada pemisahan ini, tergolong cukup baik karena didapatkan kadar yang cukup baik pada konsentrat dan kadar yang kecil pada tailing. Hal ini menandakan bahwa pemisahan antara bijih besi dan silika terpisah cukup baik. Adapun hasil recovery yang diperoleh adalah sebesar 52.8%. Nilai ini cukup baik akan tetapi masih jauh dari keadaan ideal (recovery mendekati 100%). Angka ini menujukkan perbandingan antara jumlah pasir besi yang ada didalam konsentrat dengan jumlah pasir besi yang masuk kedalam feed. Recocery 52.8 % berarti separuh dari jumlah pasir besi yang masuk ke feed, masuk ke dalam konsentrat dan setengahnya masuk ke dalam tailing. Dari nilai ini, dapat diketahui bahwa ternyata masih cukup banyak besi yang masuk ke dalam tailing. untuk mendapatkan hasil dengan recovery lebih tinggi lagi, maka tailing yang dihasilkan dapat dimasukkan kembali ke dalam feeder dan diseleksi kembali antara bijih dan tailingnya sehingga diperoleh konsentrat baru lagi dan kandungan besi di dalam tailing bisa menjadi lebih kecil. Hasil recovery yang didapatkan dapat disebabkan oleh beberapa faktor diantaranya adalah tingkat kemagnetan dari bijih, ukuran bijih yang dapat ditarik oleh magnet serta tingkat ketebalan dari tumpukan feed yang baru dimasukkan dari feeder. Jika terlalu tebal, maka bijih yang ada di bagian bawah tidak dapat di tarik
Prinsip kerja elektrostatic separator Ada 2 elektroda, yaitu ionizing electrode dan static electrode. Ionizing electrode berfungsi untuk menggerakkan rotor agar feed bisa turun. Sedangkan static electrode berfungsi untuk menarik mineral yang memiliki konduktivitas baik agar bisa terkumpul. Adanya 2 elektroda ini menghasilkan pemisahan 3 material, yaitu non konduktor, pertengahan dan konduktor. Efek yang dihasilkan 1. Lifting effect, efek yang mengakibatkan terlemparnya partiker mineral yang bersifat konduktif dari rotor. 2. Pinning Effect, efek yang mengakibatkan menempelnya partikel mineral yang non konduktif
E. Jawaban pertanyaan dan Tugas
MAGNETIC SEPARATOR 1. Terangkanlah prinsip-prinsip pemisahan dan sebutkanlah faktor-faktor yang dapat mempengaruhi pemisahan Jawab : Untuk magnetic separator, prinsip pemisahan yang dipakai dikenal dengan istilah pick up principle, pemisahan mineral memanfaatkan perbedaan sifat
kemagnetan yang dimilik oleh mineral. Pada mekanisme ini material yang memiliki sifat magnetik terangkat dan menempel pada roll magnet, lalu terbawa bersamanya, sedangkan partikel yang bersifat non-magnet akan terbawa menuju tailing. Faktor yang mempengaruhi pemisahan yaitu degree of liberation, Sifat magnet, laju alir . 2.
3.
Ada berapa alat pemisah Magnetic yang saudara ketahui. Sebutkan dan berikan keterangan alat di Lab kita termasuk type yang mana Jawab : Magnetic separator dibagi ke dalam 5 kelompok dengan total jenis separator sebanyak 13 jenis [Kelly : 1982 (page 275)]. Untuk alat yang ada di lab termasuk ke dalam jenis Suspended Magnets yang ada di kelompok Tramp Removal & Clobbing. Termasuk ke dalam kelompok tersebut karena magnetic separator jenis ini memiliki magnet dengan posisi tetap di atas belt conveyor atau di atas head pulley. Sebutkanlah paling sedikit lima macam bijih yang terdapat di Indonesia yang mungkin diolah dengan alat ini Jawab : Hematit, Magnetit, Ilmenit, Sphalerit, Chromit, Siderit, Ankerit dan pirhotit.
ELECTROSTATIC SEPARATOR 4. Syarat apa yang harus dipenuhi oleh feed agar dapat dilakukan pemisahan dengan Electrostatic Separator Jawab : Ukuran feed harus optimum jangan terlalu halus dan harus dalam keadaan dry feed. Derajat liberasi baik. Memiliki sifat konduktor dan isolator agar terjadi perbedaan konduktifitas. 5.
Dari mineral ini, mana yang tergolong pada mineral konduktor yang baik dan mana yang buruk a. Monazite ; konduktor baik b. Cassiterite ; konduktor baik c. Wolframite ; konduktor baik d. Ilmenit ; konduktor baik e. Rutile ; konduktor baik f. Zircon ; konduktor buruk F.
memanfaatkan tiga jenis gaya yaitu gaya magnetik, gaya gravitasi sentrifugal, friksi dan gaya antar partikel. Tingkat kekuatan magnet suatu mineral menentukan besarnya recovery yang diperoleh pada proses pemisahannya. pemisahan menggunakan alat elektrostatis separator memanfaatan sifat konduktivitas suatu mineral. Hasil yang diperoleh yaitu berupa konsentrat, middling, dan tailing. Dalam pemisahan besi dan silika dapat digunakan alat low intensity magnetic separator karena bijih besi mempunyai sifat ferromagnetik yang berarti dapat ditarik dengan kuat oleh magnet. Dari percobaan didapatkan bahwa kadar di dalam feed yang adalah 10 %, kadar di dalam konsentrat adalah 88 %, kadar di dalam tailing adalah 5 %. Hasil ini termasuk baik dan dapat dikatakan material terpisahkan dengan cukup baik. Dari proses pemisahan dan setelah dilakukan perhitungan, diperoleh pula recovery sebesar 52.8% yang tergolong masih belum terlalu baik karena recovery masih kurang dari 80%. Dari pemisahan ini, di di peroleh informasi juga bahwa untuk menghasilkan 1 satuan konsentrat diperlukan feed sebanyak 16.67 satauan yang diketahui dari nilai nisbak konsentrasinya yaitu sebesar 16.67 %. G. Daftar Pustaka
http://minemetal.blogspot.co.id/2013/03/magneti c-separator.html http://ardra.biz/sainteknologi/mineral/rancangan-pengolahan bijih/tipe-model-magnetic-seperator/ http://ardra.biz/sainteknologi/mineral/pengolahanmineral/pemisahan-magnetik-magneticseparation/tipe-model-wet-low-intensitymagnetic-separator/
H. Lampiran
Kesimpulan
Pemisahan material campuran antara mineral target dengan mineral pengotor dapat dilakukan dengan memanfaatkan sifat kemagnetan suatu mineral menggunakan alat magetik separator (basah dan kering) maupun dengan memanfaatkan sifat konduktivitasnya dengan menggunakan alat elektrostatis separator. Pemisahan dengan menggunakan magnetik separator dihasilkan dua jenis material yaitu berupa konsentrat dan tailing. pemisahan dengan menggunkan alat ini
Magnetik separator
Keterangan gambar : 1. Feeder : untuk menampung feed 2. Roll magnetik : sebagai media proses pemisahan dengan menarik mineral yang bersifat ferromagnetik 3. Pengatur Feeder speed : mengantur banyaknya feed yang masuk (mengatur laju air) 4. Vibrator feeder : untuk memisahkan dan meratakan tumpukan feed 5. Scrappper : untuk memberi batas antara mineral tertarik magnet dan mineral yang tidak tertarik oleh magnet (tailing) 6. Outlet magnetik : tempat penampung hasil separasi yang tertarik magnet 7. Outlet non-magnetik : tempat penampung hasil separasi yang tidak tertarik oleh magnet
Magnetik Separator
Elektrostatic separator Keterangan gambar : 1. Feeder : penampung feed dan memberikan muaan pada mineral 2. Earthed Roll (Pin Elektrode) : untuk mengangkut partikel yang memiliki muatan yang sesuai (nonkonduktor) 3. Elektroda Assembly (lift electrode) : elektroda yang berfungsi untuk menciptakan medan magnet sehingga konduktor bisa melooncat 4. Brush : untuk menyapu mineral tertarik pin elektrode sehingga terjatuh ke tailing outlet 5. Tailing Outlet : tempat keluarnya tailing 6. Middling Outlet : tempat keluarnya partikel yang mengandung konsentrat dan tailing 7. Konsentrat Outlet : tempat keluarnya konsentrat 8. Scrapper : membatasi antara feed dan konsentrat serta tailing
