bab i

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPengolahan mineral merupakan proses pengolahan untuk memisahkan

mineral berharga dari mineral yang tidak berharga. Proses pengolahan mineral ini diawali dengan mengolah bijih, kemudian menjadi umpan, lalu berlanjut menjadi konsentrat hingga tailing.

Dewasa ini, mineral sangat dibutuhkan oleh manusia. Industri pun sama halnya dengan manusia yang membutuhkan mineral.

Berdasarkan hal tersebut, maka disusunlah makalah ini agar pembaca dapat mengetahui dengan baik mengenai mineral dan cara pengolahannya.

1.2 Tujuan Tujuan dibuatnya makalah UAS mengenai Pengolahan mineral ini adalah

untuk memenuhi syarat mengikuti Ujian Akhir Semester Genap pengolahan mineral dan juga agar mahasiswa ataupun pembaca lainnya dapat memahami tentang pengolahan mineral serta dapat memahami cara pengolahan dari mineral tersebut.

1.3 Rumusan MasalahRumusan masalah dalam makalah UAS tentang “Pengolahan Mineral” ini

adalah :a. Pengolahan Mineralb. Jenis – Jenis Mineralc. Kominusid. Konsentrasie. Operasi Perngolahanf. Mineral Zeolitg. Mineral Bentonite

BAB IIPEMBAHASAN

b. KonsentrasiKonsentrasi adalah suatu tahapan untuk meningkatkan kadar dari

bahan galian.Proses dalam proses konsentrasi adalah :

1. Sorting, apabila bongkahan bijih cukup besar, maka pemisahan dilakukan

dengan tangan, ini berarti yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan

untuk dibuang.

2. Pemisahan, pemisahan ini meliputi :

1. Gravity SeparationGravity separation meruapakan suatu metode industri yang digunakan

untuk memisahkan suatu mineral, baik mineral suspensi, ataupun campuran butiran kering. Pemisahan komponen dengan gravity separation ini berdasarkan berat jenis atau nilai density.

Pada gravity separation ini biasanya menggunakan alat seperti sluice box, jig concentator, shaking table dan humprey spiral. Gravity separation ini memanfaatkan kecepatan pengendapan dari mineral yang ada.

Tujuan dari digunakannya operasi gravity separation yaitu, antara lain : Untuk segera menghilangkan limbah pengotor sebagai langkah pre-

konsentrasi awal Untuk memulihkan mineral berat kasar yang ditempa dan / atau gembur

dari grinding sirkuit beredar beban - mineral tersebut jika tidak sulit untuk pulih setelah regrinding

Untuk membersihkan bagian mineral, yang menghasilkan nilai konsentrat yang tinggi.

Untuk menghasilkan logam mulia konsentrat yang dapat diolah langsung ke kilang daripada smelter.Pemisahan secara gravitasi yang dilihat dari segi gerakan fluidanya, yaitu :

a. Fluida tenang, contohnya yaitu HMS (Heavy Medium Separation) atau DMS (Dense Medium Separation )

b. Gerak fluida horizontal, contohnya adalah sluice box, meja goyang (shaking table), spiral concentrator.

c. Aliran fluida vertikal, contohnya yaitu jigging.Apabila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan

terjadi pengendapan bebas (free settling). Tetapi jika jumlah partikel dalam

3

fluida itu banyak maka gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3 (tiga) tahap, yaitu:

1. Klasifikasi pengendapannya terhalang hal ini disebut dengan Hindered settling classification.

2. Pada awal pengendapan, partikel yang berat akan mengendap lebih dahulu hal ini disebut dengan Differential acceleration.

3. Pada akhir proses pengendapan, partikel-partikel kecil berusaha mengatur diri diantara partikel-partikel besar sesuai dengan berat jenisnya hal ini disebut Consolidation trickling.

1.1 Alat Pemisah pada Gravity Separation

Ada beberapa alat yang biasanya digunakan pada gravity separation ini, yaitu :

1.1.1 Sluice BoxSluice box adalah suatu alat yang digunakan untuk memisahkan sebuah

mineral yang sistem kerjanya menerapkan pemisahan mineral berdasarkan berat jenisnya. Alat ini berbentuk box atau kotak yang bagian dalamnya dilengkapi dengan riffle yang berguna untuk menahan mineral berharga yang mempunyai berat jenis relatif besar dibandingkan dengan material lain, sehingga mampu mengimbangi gaya dorong dari aliran air. Mineral yang mempunyai berat jenis rendah akan jatuh, mineral yang jatuh tersebut merupakan mineral pengotor. Pada sluice box ini, terdapat dua macam riffle, yaitu :

a. Riffle yang melintang b. Riffle yang memanjang

Adapun fungsi dari Riffle pada Sluice Box, adalah :a. Sebagai penahan partikel / mineral,b. Sebagai pembentuk aliran fluida turbulen ( arus edy ) sehingga terjadi

stratifikasi mineral,c. Membentuk aliran fluida yang horizontal yang dapat membawa mineral

ringan terbuang kebawah, dand. Sebagai kantong mineral yang memiliki massa besar.

Ada beberapa hal yang dapat mempengaruhi berhasil atau tidaknya pada saat melakukan operasi pemisahan dengan Sluice Box ini, yaitu :

Kecepatan aliran dan ketebalan aliran fluidaMineral berat maupun ringan dengan ketebalan yang besar, dari fluida

akan membuat arus turbulen yang besar dan ini yang membuat material

4

meloncat dari riffle. Apabila material itu memiliki berat jenis yang kecil maka material tersebut akan hanyut terbawa oleh aliran air.

Banyaknya air ataupun fluidaHasil pengolahan dapat menjadi heterogen, apabila air yang digunakan

untuk memisahkan mineral ini hanya sedikit sehingga mineral tersebut tidak akan dapat terpisahkan.

Ketinggian riffleKetinggian riffle harus melebihi +/- 0,5 cm dari permukaan riffle atau

harus sebanding dengan ketebalan aliran air. Panjang box

Panjang box sangat menentukan karena makin panjang akan semakin besar kemungkinan dari material tersebut untuk tersangkut pada roffle sehingga hasil dari alat tersebut semakin besar.

Terdapat beberapa tahapan pada alat sluice box ini, yaitu : a. Pemasukan umpan,b. Pencucian,c. Pengambilan konsentrat.Dalam pengambilan konsentrat, riffle pada sluice box harus diangkat atau

dibuka lalu disemprotkan dengan air, maka material yang dikehendaki tersebut akan dapat diambil dari sluice box.

1.1.2 Shaking Table

Shaking Table adalah suatu alat yang digunakan untuk memisahkan mineral berharga dengan pengotor pada metode gravity separation, prinsip kerjanya didasarkan perbedaan berat dan ukuran partikel terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis.

Pemisahan antara mineral berat dengan mineral ringan yang menggunakan media aliran tipis (Flowing Film Consentration) pada suatu meja bergoyang. Shaking table ini umumnya dipakai untuk memisahkan bijih endapan dari pantai ataupun bijih jenis aluvial, yang mineral-mineralnya telah berukuran pasir dan terliberalisasi, contohnya yaitu bijih timah, pasir besi dan emas. Umumnya mineral yang lebih mudah untuk dipisahkan adalah mineral yang memiliki perbedaan berat jenis besar serta perbedaan ukuran yang kecil. Prinsip pemisahan dari shaking table ini adalah :

1. Konsentrat yaitu adanya gerakan horizontal dari motor, dan2. Tailing yaitu adanya pengaruh gaya aliran air

Adapun mekanisme pemisahan pada shaking table, yaitu :1. Zona sentakan meja dengan arah horizontal berlawanan 2. Zona Feed Pulp

5

3. Zona Slime dan Tailing4. Zona Bebas Mineral 5. Zona Middling6. Zona Mineral Berat

Terdapat tiga gaya yang bekerja pada shaking table ini, yaitu:1. Gaya Dorong Air yaitu gaya dorong terhadap patikel yang dihasilkan

oleh kecepatan aliran air akan mengakibatkan partikel berat jenis yang lebih kecil akan terdorong lebih jauh dibanding berat jenis yang lebih besar

2. Partikel berat mempunyai gaya gesek dibanding mineral ringan mengakibatkan terlempar ke samping lebih jauh. itu karena adanya gaya gesek antara partikel dengan dasar meja ataupun dasar deck.

3. Gravitasi partikel akibat spesific gravity.Dalam alat shaking table ini, terdapat beberapa faktor atau variabel yang

mempengaruhi operasi, yaitu:1. Persen padatan 2. Kemiringan meja 3. Specific Gravity 4. Kapasitas meja5. Kecepatan aliran air(debit air). 6. Kapasitas meja 7. Ukuran partikel

Pada shaking table ini, aliran dari fluida sangat berpengaruh pada saat

tahap pemisahan bahan galian. Faktor yang berpengaruh terhadap pergerakan aliran tersebut, yaitu:

1. Slope deck2. Tebal/ kecepatan aliran3. Viskositas fluida4. Koefisien gesekan partikel dan deck5. Bentuk partikel6. Kekerasan deck

Peralatan yang digunakan pada pemisahan gravity separation dengan alat shaking table ini, yaitu :

1. Wiffley table 2. Card table3. Butcher table 4. Card field table5. Flat of table 6. Dister diagonal 7. overstorm tablePada alat shaking table ini, head motion yang merupakan sebuah per

yang fungsinya untuk mengerakan meja ke kanan dan kiri. Head motion tersebut mampu menciptakan gaya hentak yang tegak lurus kepada aliran fluida yang gunanya untuk memindahkan partikel dan partikel akan merenggang dan pindah terangkat.

6

Aliran fluida pada shaking table dapat menyebabkan sluicing efect. Sluicing effect tersebut dapat menyebabkan partikel yang ringan akan terangkat lebih tinggi, dan kemudian aliran dari air akan mendorong mineral ringan. Wash water ( aliran air ) memberikan sluicing effect merata di meja dan mengatur kecepatan fluida. Fluida bergerak maju sangat cepat, berhenti tiba – tiba dan mundur melambat. Mekanisme head motion dapat melempar partilkel pada kecepatan tinggi saat akan maju dan saat mundur tidak dapat melempar partikel.

1.1.3 Jig

Jig merupakan alat pemisah bahan galian yang dimana pemisahan mineralnya didasarkan pada perbedaan berat jenis dari bijih dan juga mineral-

mineral ikutan lainnya. Alat ini merupakan alat yang digunakan untuk

memisahkan mineral yang berat dari yang mineral yang ringan dengan prinsip gravitasi dan gerak isap-tekan pada media air atau fluida. Butiran bijih akan turun mengikuti gerak gaya gravitasi akibat adanya gaya tekan (pushion) dan isap (suction) dari air yang berada dalam kompartemen jig yang diakibatkan oleh gerakkan dari penggerak jig dengan sistem hidrolik. Pemisahan mineral pada alat ini didasarkan pada berat jenis mineral dengan aliran fluida yang vertikal.

Proses pencucian bijih timah yang berada di kapal isap dilakukan dengan cara menggunakan alat Jig dengan tipe Pan America, yaitu jig dengan tipe diafragma dengan posisi dari membran berada di bawah. Gerakan dari membran tersebut yaitu dari atas ke bawah dengan gerakan tekanan isap.

Tiap kompartemen dapat diatur panjang dorongannya (stroke) masing-masing pada kapal isap produksi peralatan pencuciannya menggunakan jig tipe Pan America, yaitu suatu tipe peralatan pencucian yang terjadi akibat

7

adanya gaya tekan dan gaya isap dengan bersumber dari media air yang didorong dari atas ke bawah peralatan jig. Kapal isap produksi hanya menggunakan dua tingkatan, yaitu jig clean up dan jig primer. Jig primer menerima umpan dari undersize grizzly dan saring putar (revolving screen). Oversize dari jig primer tersebut berupa material kasar yang akan terbuang sebagai tailing melalui bandar tailing sedangkan undersize itu yang merupakan material halus dari campuran bijih dan pasir yang kemudian diolah lebih lanjut melalui jig clean up.

Pada alat Jig ini, cara kerjanya adalah umpan akan masuk ke saringan, lalu partikel-partikel yang ringan akan terbawa arus ke atas dan akan terbuang sebagai tailings sedangkan partikel-partikel yang berat akan terus menembus penyaringan (ragging) karena specific gravity-nya yang besar ke arah bawah.

Jig memiliki beberapa tipe alat,yaitu :a. Harz Jigb. Denver Jigc. IHC radial jigsd. Inline Pressure Jig (IPJ)e. Coal Jigs

Terdapat dua jenis alat jig, yaitu :1. Baum Jig

Suatu batubara akan mengalami stratifikasi ( pemisahan ) karena prinsip dasar dari jenis jig ini adalah dengan memberikan udara yang dimampatkan ke dalam sebuah ruangan yang terdapat di mesin jig yang akan menyebabkan terjadinya getaran dan juga penghisapan pada air yang terdapat di jig.

2. Batac jigBatac jig menggunakan sistem tekanan udara. Perbedaan dari batac dengan baum jig ini yaitu pada baum jig memiliki ruangan khusus untuk memampatkan udara, namun batac jig ini tidak memiliki ruang udara khusus seperti yang terdapat pada baum jig.

8

Gambar6. Tahapan pada Jiging

1) Jengkek sekat atau diaphragm jig Jig ini digunakan pada konsentrasi bijih dengan cara gravitasi, dengan

menggunakan gerak sekat untuk menimbulkan gerakan air bolak-balik.2) Jengkek torak atau plunger jig

Gerakan dari jig ini ditimbulkan oleh gerakan bolak-balik torak 3) Jengkek,penjengkekan atau jigging

Alat pada proses pemisahan mineral berharga dengan mempergunakan jengkek.

2.2.4 Humprey Spiral

Humphrey spiral merupakan sebuah alat pemisah antara mineral berat dengan mineral yang ringan dengan didasarkan pada prinsip kerja yang merupakan paduan antara gaya sentrifugal dengan gaya gravitasi yang mengikuti aliran media air di atas talang peluncur yang berbentuk spiral.

Pada humprey spiral , aliran fluida membentuk sluicing effect. Sluicing fect pada proses pemisahan mineral dengan alat ini menyebabkan terjadinya stratifikasi pada mineral. Pada humprey spiral ini, bentuk dari bagian yang spiral menyebabkan aliran fluida akan mengalir secara melingkar, aliran yang melingkar tersebut akan membentuk gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal ini yang mendorong mineral kearah luar lingkaran, dimana mineral yang lebih berat akan lebih dekat ke pusat lingkaran. Pada humprey spiral ini terjadi zona aliran mineral berat dan mineral ringan.

9

Gambar 8. Gaya Sentripetal pada Humprey Spiral Proses pemisahan pada humprey spiral ini dapat terjadi karena partikel

yang ringan dan halus naik sedangkan partikel yang beratakan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah. Hal tersebut dapat terjadi karena adanya beberapa gaya yang bekerja, antara lain :

a. Gaya Dorong Air Gaya Dorong ini maksudnya adalah berat yang hilang yang dialami

oleh bahan disimpan di atas air. Besar suatu gaya dorong adalah sama besarnya dengan jumlah suatu cairan yang ditekan oleh benda tersebut. Atau dengan kata lain, gaya dorong tergantung dari massa jenis cairantersebut dan volumenya, sedangkan gaya tekan ke bawah oleh benda di air juga tergantung massa jenis benda tersebut serta volumenya.

b. Gaya gesek Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua

permukaan benda, arah gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan. Pada cara kerja alat ini selisih berat jenis partikel dengan berat jenis fluida akan sebanding dengan gaya geseknya, sehingga apabila partikel itu berat jenisnya semakin besar maka gaya geseknya akan semakin besar.

c. Gaya sentrifugal

10

Gaya mengarah ke bagian luar pada suatu benda putar, sehingga hal tersebut akan memberikan pengaruh kepada mineral yang ringan untuk terhampar ke luar dan terkumpul.

d. Gaya gravitasiSetiap mineral dalam operasi ini akan memperoleh percepatan gravitasi

yang sama. Mineral dengan volume yang sama tetapi massanya berbeda, maka mineral yang memiliki massa yang lebih besar akan mendapat gaya yang besar.

Pemisahan dari mineral berharga dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida yang horizontal. Bentuk alatnya berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, semakin panjang lounder tersebut maka konsentrat yang akan dihasilkan oleh alat akan semakin tinggi kadarnya.

Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral sebagai berikut. :

1. Feed dimasukkan ke dalam feed tank2. Melalui pompa, feed dihisap masuk ke dalam cyclone.3. Di dalam cyclone cairan dengan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang

encer dialirkan ke atas ke dalam lounder sebagai wash water, sedang pulp yang kental melalui lounder dialirkan ke atas menuju feed box sebagai umpan.

4. Karena bentuk lounder ini melingkar seperti spiral dari atas ke bawah, maka terjadi gerak arus sentrifugal, sehingga material yang ringan sebagai tailing akan terletak dibagian luar.

5. Material yang berat ada di dalam sebagai konsetrat.6. Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam port

penampungan konsentrat yang dihasilkan.

Gambar10. Bagian pada Humprey Spiral

Proses pemisahan antara material yang ringan dan yang berat dapat dilihat pada gambar. Dari gambar terlihat bahwa mineral yang ringan terletak di bagian luar dari lounder, di mana mineral ringan ini akan terus terbawa oleh aliran air sebagai tailing. Sedangakan mineral yang berat berada di bagian dalam dari lounder, di mana mineral berat ini akan terus di alirkan dan masuk

http://4.bp.blogspot.com/-DdjVEHVCrR8/TwyrBKt9S-I/AAAAAAAAAFA/cw13-u6mmSQ/s1600/New+Picture.png

11

di dalam port sebagai konsentrat. Kadar konsentrat yang dapat dihasilkan pada proses humpery spiral ini bisa mencapai 80% konsentrat.

Pada proses pemisahan mineral dengan humprey spiral ini, terdapat beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja humprey spiral, yaitu :

1. keseragaman ukuran dari butiran material 2. kecepatan aliran air sebagai wash water3. diameter bukaan luonder4. tinggi/panjang lounder 5. fluida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral.6. kemiringan dari lunder

Pada proses pemisahan mineral dengan menggunakan hmprey spiral ini didapatkan suatu kelebihan antara lain pengeluaran untuk perawatan alat ini relatif rendah, biaya instalasi alat ini pun cukup rendah, biaya dari operasi alat humprey spiral inipun cukup rendah dan kadar konsentrat yang diperoleh dari hasil pengoprasian alat ini dapat mencapai 80%, hal tersebut dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar.

Pada proses pemisahan mineral dengan alat ini pun terdapat kekurangan yang dihadapi yaitu :

a. Pengolahan yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium wash water diperlukan suplay sirkulasi air atau air yang cukup.

b. Ukuran dari bijih besi bisa di atas 10 sampai 10 mesh, sedangkan ukuran feed yang diperbolehkan terbatas, biasanya ukuran feed tersebut antara 14 dan 400 mesh.

2.3 Kriteria KonsentrasiPada gravity separation ini, kita dapat mengetahui seberapa besar

keberhasilan dari proses operasi dari alat humprey spiral ini, yaitu dengan cara sebagai berikut :

Kriteria konsentrasi, KK = ρb−ρfρr−ρf

Keterangan: ρb = massa jenis mineral berat ρf = massa jenis fluida ρr = massa jenis mineral ringan Dari hasil perhitungan tersebut, apabila didapatkan nlai kriteria

konsentrasi KK lebih besar dari 2,5 pemisahan akan dengan mudah dilakukan. Apabila hasil nilaikriteria konsentrasinya KK lebih besar dari 1,25 namun lebih

12

kecil dari 2.5 maka pemisahan bijih tersebut relative sulit namun masih mungkin dengan menjaga variabel operasi sangat ketat. Namun, apabila bijih mengandung nilai kriteria pemisahan KK sebesar kurang dari 1,25 hal tersebut secara komersial pemisahan tidak mungkin terjadi.

2. Magnetic SeparationMagnetic separation merupakan suatu metode pemisahan mineral yang

pada prinsip kerjanya bergantung pada sifat kemagnetan yang dimiliki oleh setiap mineral. Hal ini dikarenakan, setiap jenis mineral memiliki suatu sifat kemagnetan tertentu yang berbeda-beda. Material atau bijih yang akan dipisahkan tersebut, akan merespon medan magnet sesuai dengan sifat kemagnetan yang dimilikinya masing-masing. Jadi syarat terjadinya pemisahan pada magnetik separation yaitu adanya medan magnet yang ditimbulkan oleh magnet permanen atau electromagnet .

Metode magnetik separation ini hanya berlaku pada material atau bijih yang memiliki sifat kemganetan saja, apabila sebuah bijih memiliki sifat kemagnetan maka bijih tersebut akan merespon alat dan akan diproses di magnetik separator tersebut. Namun, ketika suatu bijih ataupun material tidak memiliki sifat kemagnetan maka bijih tersebut tidak akan merespon alat magnetik separator dan tidak akan diproses oleh alat tersebut.

Sifat kemagnetan yang dimiliki oleh bahan galian ada tiga macam, yaitu :1. Ferromagnetik

Material yang bersifat ferromagnetik ini adalah material yang memiliki resultan medan atomis besar. Pada ferromagnetik terdapat banyak kulit electron yang hanya diisi oleh suatu elektron sehingga medan luar magnet akan mudah terinduksi. Beberapa keadaan tersebut terdapat kelompok-kelompok bahan berspin searah yang membentuk dipol-dipol magnet (domain) yang memiliki arah sama. Ferromagnetik ini memiliki sifat susceptibilitas k positif dan jauh lebih besar dari satu, susceptibilitas tersebut bergantung dari suhunya.

Tabel 1. Suhu Curie Beberapa Bahan FerromagnetikBahan Suhu Curie (⁰C)

Besi 770⁰C

Gadolinium 16⁰C

Kobalt 1131⁰CNikel 358⁰C

Karakteristik dari material yang memiliki sifat ferromagnetik, yaitu:

13

1. Material tersebut memiliki resultan medan magnetis atomis besar. 2. Memiliki sifat magnetik yang cukup kuat, maka dari itu material

tersebut memiliki medan magnet yang permanen.3. Apabila terdapat selonoida, kemudian selonoida tersebut diisi oleh

sifat ferromagnetik, maka selonoida tersebut akan menghasilkan induksi magnetik yang sangat besar.Contoh mineral yang memiliki sifat ferromagnetik ini adalah Besi,

Kobalt dan juga nikel. Ferromagnetisme merupakan sebuah fenomena dimana sebuah material dapat mengalami magnetisasi secara spontan.

2. ParamagnetikParamagnetik adalah suatu sifat magnetik yang memiliki resultan

medan magnet atomis dari masing-masing atom atau molekulnya tidak nol, namun nilai total resultan pada medan magnet atomis seluruh atom atau molekul dalam bahan nol. Resultan medan magnet atomis masing-masing atom saling meniadakan hal ini dikarenakan adanya gerakan atom atau molekul yang acak.

Elektron yang spinnya tidak berpasangan dan mengarah pada arah spin yang sama, hal tersebut terdapat di kulit elektron terluar yang belum jenuh.

Karakteristik dari material yang bersifat paramagnetik, yaitu :1. Material yang memiliki nilai resultan medan magnetis bukan nol.2. Apabila terdapat selonoida, kemudian dimasukan material yang

memiliki sifat paragmanetik, maka selonoida tersebut akan menghasilkan induksi magnetik yang lebih besar.

Material atau bahan yang bersifat paramagnetik ini merupakan bahan yang dapat tertarik oleh medan magnet, namun tarikannya sangat lemah. Logam paramagnetik adalah suatu logam yang mempunyai sifat kemagnetan dan logam tersebut akan mudah dipengaruhi oleh medan magnet. Contoh dari material yang memiliki sifat paramagnetik adalah hematit (Fe2O3), ilmenit (SeTiO3) dan pyrhotit (FeS).

3. DiamagnetikMaterial yang memilki sifat diamagnetik merupakan suatu

material yang memiliki nilai resultan medan magnet atomis masing-masing atom atau molekulnya nol, namun spin dan orbitnya tidak nol .

Kararkteristik dari material yang memiliki sifat diamagnetik, yaitu :1. Material atau bahan tersebut memiliki nilai resultan medan magnetis

sama dengan nol.

14

2. Apabila terdapat solenoida, kemudian selonioda tersebut dimasukkan material yang memiliki sifat diamagnetik, maka selonoida tersebut akan menghasilkan nilai induksi magnetik yang lebih kecil.

Yang termasuk unsur diamagnetik itu sebagian besar adalah unsur yang ada pada tabel periodik, termasuk tembaga, perak, dan emas. Material yang memiliki sifat dimagnetik ini dapat disebut juga material non-magnetik, contohnya seperti air, kayu , senyawa organik seperti minyak bumi dan beberapa jenis plastik , serta beberapa logam seperti tembaga, merkuri, emas dan bismut. Superkonduktor adalah contoh diamagnetik sempurna.

Apabila mineral didekatkan pada medan magnet (H), maka mineral akan terinduksi magnet (B). Maka dapat dituliskan persamaannya :

B = H + M ................................................................................................(1)1.1 Jenis Magnetic Separator

Secara umum magnetic separator dibedakan menjadi dua tipe, yaitu :1. Primer Magnet Separator

Dalam primer magnet separator terdapat beberapa jenis, yaitu :a. Magnetic Pulleys

Pada mineral yang memiliki sifat magnetik, saat diproses mineral tersebut akan terus menempel pada belt conveyor hingga pada saat gaya magnet sudah tidak menjangkau lagi dan akhirnya mineral tersebut akan jatuh ditempat yang sudah tersedia. Namun pada mineral yang tidak memiliki sifat magnetik, pada saat diproses akan terjatuh karena mineral tidak tertarik oleh magnet yang ada pada separator.

Gambar 2. Cross-Belt Rectangular Suspended Magnetb. Drum Type Magnetic Separator

Alat ini digunakan pada mineral yang mempunyai sifat kemagnetan yang kuat.

15

Gambar 3. Tramp Iron Magnetic Drumc. Belt Magnetic Separator

Alat ini digunakan untuk memproses material yang pada proses kering memiliki gaya kemagnetan lemah sedangkan pada proses basah memiliki gaya kemagnetan yang cukup kuat.

2. Induksi Magnet SeparatorAlat ini digolongkan dalam secondary magnet separator type.

Contoh dari alat ini adalah Dings Incuded-roll Separator.

Gambar 5. Induced Roll Magnetic Separators1.2 Mekanisme pemisahan

Pemisahan tergantung pada kompetisi gaya yang dimiliki oleh setiap partikel. Gaya yang bekerja pada suatu partikel tergantung kepada separator yang digunakan. Pada saat menggunakan cara basah, maka partikel akan mengalami 4 gaya, yaitu gaya gravitasi (Fg), gaya drag (Fd), gaya magnet (Fm), dan gaya sentrifugal (Fc).

Gaya gravitasi (Fg)

Fg = π/6 .ds3 .(ρs – ρf).g ...................................................(2)

Gaya drag (Fd)

Fd = 3π.ds. v.µ .............................................................(3) Gaya magnet (Fm)

Fm = -32 π2 .............................................................(4)

Gaya Sentrifugal (Fc)

16

Fc = ρs.v. w2.R ...............................................................(5)

Keterangan :

ds = diameter partikelV = kecepatan relatif partikel terhadap fluida pada gaya dragµ = viskositasH = medan magnet V = volume partikel pada gaya sentrifugalФ = jarak anguler antar kutubW = kecepatan anguler drum R = jari2 drum

Entrapment ratio (ER) mempengaruhi partikel akan tertarik atau terlempar dari permukaan drum. Entrapment ratio adalah adalah ratio gaya magnet terhadap gaya gravitasi, gaya sentrifugal, dan gaya drag.

ER= Fm(Fg+Fc+Fd)

..............................................................(6)

Gaya drag dapat diabaikan karena para proses pemisahan selalu terjadi pada rentang ukuran yang kecil atau sempit. ER merupakan gaya magnet terhadap gaya gravitasi dan gaya sentrifugal. Sehingga dapat dituliskan :

ER= Fm(Fg+Fc )

....................................................................(7)

Gaya gravitasi akan diabaikan apabila mineral yang diproses mempunyai density relatif sama. ER merupakan rasio antara gaya magnet terhadap gaya sentrifugal. Sehingga dapat disimpulkan bahwa :

ER= Fm(Fc )

............................................................................(8)

Gambar 7. Proses Magnetic SeparationPada proses magnetik separation ini, terdapat mekanisme dalam

prosesnya, yaitu :1. Horizontal

Umpan yang akan diproses kemudian dijatuhkan melalui garis-garis gaya medan magnet dengan posisi horizontal, hal tersebut dikarenakan

17

letak kutub magnet dibuat secara mendatar. Apabila mineral yang jatuh tersebut memiliki sifat magnetik, maka mineral tersebut akan tertarik pada kutub positif. Sedangkan pada mineral non-magnetik, mineral yang dijatuhkan pada proses tersebut akan jatuh lurus kebawah.

2. VertikalPada pemisahan secara vertikal, kutub positif diletakan dibagian

atas dan kutub negatif diletakkan dibawah. Kemudian diantara kedua kutub tersebut diletakkan dua buah belt conveyor yang saling bersilangan.

Mineral yang tidak memiliki sifat magnetik akan ikut terus dengan belt conveyor bawah dan ditampung dalam suatu wadah mineral non magnetik, sedangkan mineral yang memiliki sifat magnetik akan menuju belt conveyor atas dan kemudian akan ditampung dalam suatu wadah mineral magnetik.

3. Electric SeparationSalah satu metode yang digunakan untuk memisahkan mineral adalah

dengan cara electric separation. Pada metode ini, mineral dipisahkan berdasarkan sifat konduktivitas yang dimiliki tiap-tiap mineral. Konduktivitas tersebut merupakan sifat-sifat mineral yang mampu atau tidaknya suatu mineral menghantarkan listrik.

Setiap mineral memiliki sifat konduktivitas listrik yang berbeda-beda. Tetapi, pada pemisahan secara listrik ini pengaplikasiannya hanya terbatas pada pemisahan pasir berat yang berasal dari pantai atau stream placer.

Gambar 1. Electric SeparationTerdapat dua sifat mineral, yaitu konduktor yang artinya dapat

menghantarkan listrik yang dapat dijabarkan sebagai aliran elektron yang menuju ke rotary pada saat di grounded sehingga material menjadi bermuatan positif (+) dan jatuh ke bumi. Sedangkan sifat yang lainnya yakni non-konduktor yang artinya tidak mampu menghantarkan listrik atau dapat

18

dijabarkan bahwa mineral tidak mampu untuk mengalirkan elektron pada saat di grounded sehingga material menjadi bermuatan negatif (-) dan menempel pada rotor.

Mineral-mineral yang termasuk pada mineral konduktor yaitu Molibdenit (MoS2), Wolframit ([Fe,M]WO4), Kasiterit (SnO2), Pirit (FeS2), Ilmenit (FeTiO3), Magnetit (Fe3O4), Galena (PbS). Sedangkan mineral yang termasuk kedalam mineral non-konduktor adalah Corundum, Feldsfar, Mika, Kuarsa, Zircon, dan juga Gypsum.

Pada pemisahan dengan menggunakan metode ini, minral yang memiliki sifat konduktivitas yang tinggi atau memiliki sifat sebagai konduktor akan dapat dengan mudah melepaskan muatannya dan akan dengan cepat memiliki muatan yang sama dengan permukaan tempat dimana mineral tersebut melepaskan muatannya.

Sedangkan apabila mineral tersebut tidak memiliki sifat konduktivitas atau disebut juga dengan mineral non-konduktor maka mineral tersebut tidak akan dengan cepat untuk melepaskan muatan yang dimilikinya. Mineral tersebut akan cenderung lambat untuk melepaskan muatannya dan mineral tersebut memiliki muatan yang berbeda dengan muatan yang dimiliki oleh permukaan tempat mineral tersebut akan diproses.

3.1 Mekanisme PemisahanPada pemisahan electric separation ini terdapat beberapa mekanisme

yang harus dilalui yaitu cara memuat partikel dan pemisahan pada permukaan yang di grounded.

Terdapat beberapa cara yang dapat digunakan untuk memuat partikel yaitu dengan cara kontak dengan partikel yang berbeda karena pada saat permukaan dari dua pertikel yang berbeda disentuhkan dan didekatkan lalu kemudian dipisahkan, maka partikel yang satu menjadi positif dan yang lainnya menjadi negative. Namun, perpindahan muatan ini terjadi karena adanya transfer electron, meskipun pada beberapa sistem hal tersebut terjadi karena adanya perpindahan ion. Lalu dengan cara menembakan ion elektron yang dilewati partikel pada suatu medan corona atau sering disebut dengan charging oleh ion bombardment.

Kemudian dengan cara menginduksi karena apabila partikel ditempatkan dalam suatu konduktor yang digroundkan yang terdapat medan listrik, maka partikel akan secara cepat membentuk permukaan pengisian muatan oleh induksi.

3.2 Alat Electric Separation

19

Terdapat beberapa alat yang digunakan untuk pemisahan dengan menggunakan prinsip konduktivtas, yaitu diantaranya adalah :3.2.1 Electrodynamic Separator atau High Tension Separator

Corona merupakan suatu kondisi dimana udara yang terdapat pada area ionizing elektroda akan terionisasi. Pada partikel yang dilewati oleh elektron yang bergerak menuju arah rotor akan menempuh 2 medan yaitu medan Electro static dan medan Corona.

Proses penembakan elektron akan terjadi kepada setiap partikel yang lewat. Setelah umpan dijatuhkan di atas rotor kemudian putaran rotor akan membawa partikel-partikel tersebut, yaitu ke daerah medan dari ionizing elektrode yang bermuatan (udara disekitar ionizing elektroda akan terionisasi atau medan Corona).

Elektron yang bergerak ke arah rotor tersebut dihasilkan oleh medan corona. Partikel akan menerima muatan (-) yang dihasilkan ionizing elektrode apabila partikel tersebut melewati daerah medan corona. Sedangkan untuk partikel konduktor, semua muatan (-) yang diperoleh akan dikeluarkan ke bumi melalui rotor. Akibatnya partikel tersebut akan bermuatan sama dengan muatan pada rotor sehingga terjadi tolak menolak dan akhirnya partikel tersebut akan terlempar karena adanya gaya centrifugal (putaran rotor).

Gambar 2. Electrodynamic Separator atau High Tension SeparatorPada proses dengan menggunakan alat ini, partikel mengalami

tambahan muatan elektron, sehingga partikel akan bermuatan (-) atau terionisasi. Apabila partikel tersebut adalah pertikel yang bersifat non konduktor maka elektron tidak akan disalurkan dan partikel mengalami gaya tarik menarik dengan rotor sehingga partikel terus menerus menempel di rotor. Namun, apabila partikel tersebut konduktor maka pada waktu menempel dirotor (bermuatan positif) elektron-elektron yang ada akan disebarkan ke bumi melaui rotor.

3.2.2 Electrostatic separator

20

Pemisahannya terjadi pada saat partikel kontak dengan permukaan rotor yang berbeda pada medan listrik, secara cepat permukaan partikel akan terinduksi sehingga bermuatan. Partikel konduktor secara cepat pada permukaan kontaknya akan bermuatan sama dengan permukaan rotor yang dibumikan, oleh karenanya partikel akan tertarik oleh elektroda atau dengan kata lain partikel tertolak dari permukaan rotor.

Pada elektrostatic ini, alatnya terdiri dari :

Gambar 3. Plate Electrostatic Separator

Gambar 4. Screen Electrostatic SeparatorScreen electrostatic separator ini terkadang digunakan untuk

partikel yang bersifat non konduktor pada pemisahan akhir hal tersebut hampir sama dengan plate electrostatic separator .

3.4 Faktor Yang BerpengaruhPada pemisahan dengan menggunakan alat ini, terdapat beberapa

faktor atau parameter yang mempengaruhi hasil akhir dari pemisahan tersebut, yaitu diantaranya :1. Laju Umpan (Feed Rate)

Laju umpan yang keluar dari hopper perlu diatur agar gapat menyebar di sepanjang permukaan rotor. Tebal dari umpan tersebut diusahakan agar terdiri atas satu lapis dan tidak berjejal-jejal.

2. Posisi Pembagi (Splitter)

21

Posisi pembagi berpengaruh pada kadar perolehan produk, namun ini tidak berpengaruh terhadap fenomena utama yang terjadi dalam electrostatic separator. Pada setiap percobaan diperlukan posisi pembagi dan hal tersebut tergantung pada kecepatan diameter rotor, putar rotor dan juga ukuran butir.

Jika perolehan yang diinginkan tinggi, maka posisi pembagi dicondongkan menjauhi rotor, namun kadar yang didapat rendah. Sebaliknya, apabila mineral konduktor yang diinginkan adalah kadar yang tinggi, maka posisi pembagi diatur agar mendekati rotor, namun perolehan yang didapat cukup rendah.

3. Kuat TeganganKuat tegangan berfungsi untuk membentuk medan korona,

kemudian membom bardemant partikel dengan muatan negatif. Muatan maksimum yang dimiliki oleh partikel konduktor akan lebih besar daripada mineral non konduktor. Suatu partikel yang sudah mencapai muatan maksimum tidak lagi menerima muatan negatif, bahkan menolaknya.

4. Pengaruh KelembabanSifat permukaan mineral udara memiliki hubungan erat dengan

pengaruh kelembaban. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa semakin tinggi sifat konduktivitas, maka partikel akan semakin tinggi pula kelembaban relatif udaranya. Partikel yang mempunyai konduktivitas besar dalam kelembaban rendah dan perbedaan konduktivitas kecil dalam kelembaban tinggi, dapat dilakukan pemisahan dengan melakukan pemanasan pada temperatur 110⁰C – 115⁰C. Partikel yang mempunyai perbedaan kelambaban tinggi maupun rendah dengan konduktivitas rendah, merupakan partikel yang paling sulit untuk dipisahkan. Partikel yang mempunyai perbedaan kelembaban tinggi maupun rendah dengan konduktivitas besar, adalah partikel yang paling mudah untuk dipisahkan.

5. Keadaan Material.Setiap jenis pengotor yang belum terliberasi dengan sempurna akan

mempunyai sifat fisik yang berbeda. contohnya mineral senotim bersifat konduktor, tetapi bila ada limonit yang menempel maka mineral senotim tersebut akan mudah menghantarkan listrik sehingga dapat dijumpai sebagai mineralkonduktor.

Menurut Coppo, ukuran partikel sebesar 60 – 200 mesh untuk material bulat merupakan partikel yang dapat dikerjakan dengan pemisah tegangan tinggi. Gaya berat berbanding lurus dengan BJ dan ukuran

22

partikel. Untuk yang berbentuk kasar masih dapat dipisahkan jika mempunyai perbedaan konduktivitas besar.

6. Kecepatan Putar RotorSemakin 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.

4. FlotasiFlotation atau biasa disebut flotasi berasal dari kata float yang berarti

mengambang atau mengapung. Flotasi ini merupakan suatu proses konsentrasi mineral berharga yang berdasarkan perbedaan tegangan permukaan dari mineral didalam air (aqua) dengan cara mengapungkan mineral ke permukaan.

Gambar 1. FlotasiFlotasi ini merupakan suatu pemisahan mineral dari pengotornya

dengan cara mengapungkan bijih ke permukaan melalui pengikatan dengan buih dengan menggunakan bahan kimia tertentu dan udara.

Terdapat beberaa hasil pada proses flotasi ini, yaitu :1. Konsentrat (concentrate), konsentrasi ini merupakan mineral-mineral

yang ikut terapung atau disebut dengan mineral apungan dengan gelembung-gelembung udara.

2. Amang (middling) merupakan mineral apungan yang komposisinya mengandung masih banyak mineral-mineral pengotor.

3. Ampas (tailing) yang tenggelam merupakan minerl pengotor.1.1 Floability

Pada flotasi terdapat suatu istilah yang dinamakan Flotability. Flotability (daya apung) ini merupakan suatu kemampuan yang dimilki oleh

23

butiran mineral untuk dapat mengapung, hal tersebut ditentukan oleh tendensi dari butiran mineral untuk melekat (mengikat diri) pada gelembung udara yang relatif besar dan kemudian mengapung kepermukaan cairan pulp.

Kecenderungan mineral untuk menempel pada permukaan gelembung udara merupakan suatu hal yang ditunjukkan sebagai kemampuan apungan. Floatability suatu mineral sangat tergantung pada sifat permukaan, butiran mineral tersebut dapat dikontrol dan diubah-ubah dalam proses flotasi dengan mempergunakan reagen kimia yang berbeda-beda sifat permukaan mineral tersebut. Pemberian reagent kimia tersebut dapat mengendalikan perubahan dari sifat permukaan suatu mineral. kesetimbangan tegangan antarmuka pada titik kontak tiga fasa akan terjadi setelah mineral melekat/menempel pada permukaan gelembung.

Pada proses pemisahan mineral secara flotasi ini, prosesnya dilakukan pada tiga macam fase, yaitu fase padat, fase cair dan juga fase udara.

Pada flotasi, berdasarkan sifat permukaannya mineral tersebut dibagi menjadi 2 (dua), yaitu :

1. Mineral yang tidak senang air (Hidrophobik) adalah mineral yang permukaannya mempunyai lapisan non polar. Mineral ini merupakan mineral yang mudah melekat pada gelembung udara pada cairan. Pada mineral ini, apabila sudut kontak digunakan untuk pengukuran kehidrophobian permukaan mineral maka nilai dari sudut kontak 180 derajat atau θ = 1800. Nilai tersebut menunjukan bahwa udara menutupi atau menyelimuti permukaan mineral, atau mineral tidak dibasahi oleh air.

2. Mineral Senang Air (Hidrophilik) adalah mineral yang permukaannya mempunyai lapisan polar. Mineral ini merupkan jenis mineral yang tidak mudah melekat pada gelembung udara pada cairan. Pada mineral ini, apabila sudut kontak digunakan untuk pengukuran kehidrophobian permukaan mineral maka nilai dari sudut kontak nol. Nilai nol tersebut menunjukan air menutupi atau menyelimuti permukaan mineral. Permukaan mineral dibasahi oleh air.

θ

γ sg

γ ag

γ sa

mineral

gelembung

air

mineral

gelembung

air

24

Gambar 2. Skematika Tegangan AntarmukaKesetimbangan tegangan antarmuka pada titik kontak tiga fasa dapat

dinyatakan sebagai berikut:γ sg = γ sa + γ ag cos θ, (γsg – γ sa)γ ag

= cos θ ....................................................................(1)

Keterangan :

γ sg = tegangan antarmuka mineral-gelembung

γ sa = tegangan antarmuka mineral-air

γ ag = tegangan antarmuka air-gelembung

θ = sudut kontak (sudut antara permukaan gelembung dengan mineral)

Energy antarmuka yang dibangun oleh mineral, gelembung dan air dapat ditentukan dengan pendekatan energy bebas dari dua keadaan.Perubahan energi antaramuka setelah terjadi pelekatan adalah:

W1 = Aag Tag + Asa Tsa ........................................................................(2)

W2 = (Aag – Asg) Tag + Asg Tsg + (Asa – Asg) Tsa ................................(3)Maka :

ΔW = W2 – W1 = Tag + Tsa - Tsg

ΔW = Tag (1 – cos θ) ........................................................................(4)Keterangan : W1 = Energi bebas sistem sebelum gelembung dan solid menyatu, W2 = Energi bebas sistem setelah gelembung dan solid bergabung,

1.2 Reagent FlotasiReagent pada flotasi ini merupakan suatu zat kimia yang berfungsi

untuk membantu proses flotasi dengan mengubah sifat-sifat permukaan partikel mineral. Reagent-reagent yang digunakan dalam proses flotasi dapat digolongkan menjadi :

1. CollectorAgar suatu partikel mineral dapat menjadi suka udara maka

ditambahkan sebuah reagent yang dinamakan dengan Collector. Pada penggunaannya colector melapisi permukaan polar dari partikel mineral. Karena pelapisan tersebut, maka pada bagian luar dari mineral terjadi reaksi kimia yang membentuk lapisan non polar yang mudah menarik udara, dan mineral akan mudah menempel pada gelembung udara.

25

Contoh kolektor untuk mineral sulfida adalah Xanthate, dan Dithiophosphate. Sedangkan untuk mineral non sulfida adalah Fatty acid jenuh dan tidak jenuh.

2. FrotherPenstabilan gelembung udara yang dibentuk oleh mineral,

sehingga tidak mudah pecah merupakan fungsi dari reagent yang disebut dengan frother. 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)Pengembalian sifat permukaan dari suatu mineral ke yang aslinya

merupakan kegunaan dari golongan reagent Modifier. Pengembalian sifat permukaan ke aslinya tersebut bertujuan untuk meningkatkan selectivity. Modifying agent dapat dikelompokkan menjadi 3 kelompok, yaitu :a. Dispersing dan Regulating Agent

Terdapat suatu reagent yang memiliki kemampuan untuk mengendalikan pH, dan juga menghilangkan pengaruh gangguan slime, colloid, dan garam laut yaitu regulor. Contohnya adalah CaO, Na2CO3

sedangkan Dispersing Agent memiliki fungsi sebagai zat yang membantu untuk melepaskan slime pada pemukaan mineral. Contohnya adalah Na2SiO3

b. AktivatorAktivator ; reagent yang bertujuan untuk meningkatkan aktivitas permukaan mineral sehingga dapat berinteraksi dengan kolektor, setelah berinteraksi maka adsorbsi kolektor yang ada di permukaan partikel menjadi lebih baik. Contohnya adalah Cu++ untuk mengapungkan sfalerit, dan Ca++ untuk mengapungkan kuarsa.

c. DepresantDepresant merupakan jenis reagent yang bertujuan untuk mencegah pengapungan suatu mineral tertentu tanpa menghalangi pengapungan mineral lainnya. Depresant ini digunakan jika floatability mineral yang akan diapungkan oleh kolektor tertentu sama dengan mineral yang tidak diinginkan mengapung. Contohnya yaitu CN- (pyrit, sfalerit), dan Zn++(sfalerit)

1.3 Mekanisme Flotasi

26

Proses pemisahan mineral berharga dengan menggunakan metode pemisahan secara flotasi ini ditandai dengan masuknya gelembung udara ke dalam pulp. Suatu gelembung udara terbentuk karena adanya udara yang dihisap ke dalam pulp

Secara singkat, mekanisme pemisahan pada flotasi ini yaitu gelembung udara akan dihisap oleh pulp dan frother akan membentuk energi bebas permukaan pada antarmuka udara dan air. Untuk membantu proses flotasi, partikel-partikel mineral feed harus berukuran halus. Patikel tersebut pertama tama harus di crushing atau grinding agar halus karena 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.

Gambar 3. Proses Flotasi1.4 Macam sel flotasi

Pada proses pemisahan mineral dengan menggunakan metode pemisahan flotasi, terdapat sel flotasi. Sel flotasi tersebut berfungsi untuk menerima pulp dan dilakukan proses flotasi. Sebelum itu, terdapat beberapa persyaratan yang harus dipenuhi agar alat dapat dikatakan sebagai sel flotasi, yaitu :a. Terdapat pengatur tinggi pulp.b. Pulp tidak mengandap (dilengkapi dengan alat agitasi).c. Memiliki resirkulasi dan pengeluaran middling.d. Harus terdapat pengeluaran froth.e. Terdapat daerah yang relatif tenang sehingga butiran yang menempel

gelembung udara mudah naik ke permukaan.f. Agar tidak mempengaruhi agitasi maka gelembung-gelembung yang

sudah mengandung mineral ditempatkan pada permukaan bebas.

27

g. Agar tidak terjadi short circuit maka konstruksi dibuat sedemikian rupa.h. Memiliki penerimaan pulp dan pengeluaran busa yang menumpuk.

Ada beberapa macam sel flotasi, diantaranya yaitu :1. Agitation Cell

Dikarenakan adanya perkembangan dengan diketemukannya sub aeration cell. Udara tersebut masuk ke dalam sel flotasi karena terjadinya putaran pada pengaduk.

2. Sub Aeration CellUdara yang masuk ke dalam sel karena adanya hisapan putaran pengaduk. Alat ini merupakan alat yang paling banyak digunakan dikarenakan pemakaiannya yang praktis.

3. Pneumatic CellPada alat ini, udara akan langsung dihembuskan ke dalam sel.

4. Vacum and Pressure CellUdara masuk pada alat ini karena tangki dibuat vakum oleh pompa penghisap dan udara dimasukkan oleh pompa injeksi.

5. Cascade CellUdara yang massuk pada alat ini kerena terdapat jatuhnya sebuah mineral.

1.5 Faktor Yang BerpengaruhAdapun beberapa faktor yang berpengaruh terhadap proses

pemisahan mineral dengan menggunakan flotasi, yaitu :a. Ukuran partikel.

Apabila terdapat partikel yanag berukuran besar, maka partikel tersebut cenderung mengendap dan susah terflotasi.

b. Ketebalan lapisan buihc. pH larutan.

Apabila pH dari suatu partikel tinggi, maka partikel akan cenderung mengendap.

d. Surfaktan. Surfaktan disini berfungsi sebgai kolektor yang merupakan reagen dengan gugus polar dan gugus non polar. Kolektor akan mengubah sifat partikel dari hidrofil menjadi hidrofob.

e. Laju udaraUntuk partikel yang memiliki sifat permukaan hidrofobik atau biasa disebut persen padatan maka digunakan sebuah pengikat yang mrupakan fungsi dari laju persen padatan yang besar demikian juga sebaliknya. Besar laju pengumpanan, berpengaruh terhadap kapasitas dan waktu

28

tinggal udara. Laju udara pembilasan, berfungsi untuk mengalirkan konsentrat ke dalam lounder.

f. Ukuran gelembung udara g. Bahan kimia lainnya, contohnya seperti koagulan.

Apabila suatu partikel ditambahkan dengan koagulan, maka partikel tersebut akan menjadi partikel yang ukurannya lebih besar.

c. Material Hinding Tujuannya adalah untuk membantu proses pengolahan mineral1. Mentransfer mineral menggunakan alat seperti pipa2. Mentransfer air3. Belt conveyor, truck, lorry4. Penyimpanannnya di tempatkan digudang atau stock yard

2.6 Parameter Operasi PerngolahanParameter operasi oengolahan bertujuan untuk menilai proses

keberhasilan dari pengolahan mineral.

a) Recovery : (Massamineral ber harga dalamkonsentratMassamineral ber hargadalamumpan )b) Kadar: (Massamineral ber harga dalamkonsentratMassa konsentrat )c) Nisbah Konsentrasi : ( Massaumpan

Massa konsentrat )atau FKR : ( K .kF . f ) .100 %

Keterangan :K : Massa Konsentrat F : Massa Feedk : kadar f : Kadar dari Feed

Apabila :k = f , maka ini menandakan bahan tidak ada pengolahan mineral.Neraca BahanPada Pengolahan mineral 1, berlaku :

1. Input = output2. Feed = konsentrat + tailing3. F = K + T

Pada Pengolahan Mineral 21. F = K2 + T1

2. F + T2 = K1 + T2

3. K1 = K2 + T2

29

Neraca bahan untuk satu jenis pengolahan mineral :1. F.f = K.k + T.t2. F.f = K2 . k2 + T1 . t1

3. F.f + T2 t2 = K1 k1 + T1 t1

4. K1 k1 = K2 k2 + T2 t2

2.6 Mineral ZeolitZeolit adalah sebuah senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi yang

unsur utamanya terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca, K dan Na, dengan rumus umum (La Alb Sic O2.nH2O) dimana L merupakan sebuah logam. Beberapa sifat umum dari zeolit ini yaitu kristalnya yang lunak dengan warna kebiru-biruan atau putih coklat.

Perbandingan pada atom Si dengan atom Al yang cukup memiliki bermacam macam dapat menghasilkan banyak jenis atau spesies zeolit yang terdapat di alam. Penggunaan zeolit pada umumnya didasarkan pada sifat-sifat kimia dan fisika zeolit, seperti penukar kation, penjerap dan katalis. Senyawa kristal wujudnya dalam sruktur tiga dimensi yang tak terbatas dan memiliki rongga-rongga yang saling berhubungan membentuk saluran ke segala arah dengan ukuran saluran tergantung dari garis tengah logam alkali ataupun alkali tanah yang terdapat pada srukturnya. Mineral zeolit yang paling umum dijumpai adalah (Na,K)2O, Al2O3. 10 SiO2. 8H2O.

Proses Pembentukan ZeolitZeolit terbentuk dari hasil sedimentasi debu vulkanik yang telah

mengalami proses alterasi. Terdapat empat proses sebagai gambaran awal terbentuknya zeolit, yaitu proses alterasi, proses sedimentasi debu vulkanik pada lingkungan danau yang bersifat alkali, proses hidrotermal dan proses diagenesis. Penggolongan Zeolit

Zeolit harus dianalisa strukturnya agar dapat diidentifikasi. Zeolit hanya dapat diidentifikasi berdasarkan Unit Bangun Sekunder (UBS) Tetrahedra alumina dan silika (TO4) pada struktur kristal zeolit. Mineral zeolit yang paling umum dijumpai adalah klinoptirotit, yang mempunyai rumus kimia (Na3K3)(Al6Si30O72).24H2O. Ion Na+ dan K+ merupakan kation yang dapat dipertukarkan, sedangkan atom Al dan Si merupakan struktur kation dan oksigen yang akan membentuk struktur tetrahedron pada zeolit.

Beberapa contoh jenis mineral zeolit, diantaranya :1. Heulandit Ca4(Al8Si28O72). 24H2O

30

2. Analsim Na16(A16Si32O96). 16H2O3. Kabasit (Na2,Ca)6 (Al12Si24O72). 40H2O4. Wairakit Ca(Al2Si4O12). 12H2O5. Erionit (Na,Ca5K) (Al9Si27O72). 27H2O 6. Ferrierit (Na2Mg2)(Al6Si30O72). 18H2O7. Laumonit Ca(Al8Si16O48). 16H2O8. Mordenit Na8(Al8Si40O96). 24H2O9. Klipnoptolotit (Na4K4)(Al8Si40O96). 24H2O10. Filipsit (Na,K)10(Al10Si22O64). 20H2O11. Natrolit Na4(Al4Si6O20). 4H2OAdapun penggolongan zeolit antara lain :1. Berdasarkan cara dan lingkungan terbentuknya zeolit :

a. Zeolit yang terbentuk karena perubahan proses kimia yang berada didekat permukaan lingkungan sedimentasinya.

b. Terbentuk jenis zeolit tertentu yang diakibatkan pada masing masing temperatur tertentu zeolit yang terbentuk pada temperatur yang tinggi. Hal tersebut diakibatkan dari proses magmatik primer, proses metamorfosa kontak, hidrotermal, dan regional.

c. Zeolit yang terbentuk di daerah lingkungan pengendapan laut pada suhu yang rendah.

d. Zeolit yang terbentuk sebagai akibat dari terbentuknya craters di lingkungan dasar laut yang menghasilkan fase hidrotermal.

2. Berdasarkan bahan baku pemanfaatannyaa. Zeolit alam yang merupakan zeolit dengan bermacam macam jenis yang

tersedia di alam.b. Zeolit sintetik merupakan sebuah senyawa kimia dengan sifat fisik dan

kimianya yang sama dengan zeolit yang ada di alam. Zeolit ini terbuat dari bahan lain dengan proses sintetis, dan dimodifikasi sedemikian rupa sehingga menyerupai zeolit yang berada di alam.

3. Berdasarkan rasio Si/Ala. Zeolit silika tinggi. Perbandingan kadar antar Si dengan Al sekitar 10:100,

bahkan lebih, contohnya yaitu ZSM-5.b. Zeolit silika sedang. Perbandingan kadar antara Si dengan Al yaitu 2:5,

contohnya yaitu Erionit, Mordernit, zeolit Y, Klinoptilolit.c. Zeolit silika rendah. Perbandingan kadarnya antara Si dengan Al yaitu

1:5. Zeolit ini memiliki konsentrasi kation paling tinggi, dan memiliki sifat adsorpsi yang optimum. Contoh dari zeolit silika rendah adalah zeolit A dan X.

31

Untuk mendapatkan sebuah zeolit yang berasal dari alam, diperlukan adanya penambangan yaitu dengan cara eksplorasi, eksploitasi dan pemrosesan.

1. Eksplorasi merupakan sebuah proses pencarian mineral berharga. Identifikasi zeolit tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan alat difraktometer sinar-x pada sample zeolit alam yang telah diaktifkan.

Zeolit diaktifasi dengan cara pemanasan batuan sampel pada suhu ±200oC selama 3 jam. Lalu melakukan uji daya serap terhadap mentilen. Uji ini melibatkan zeolit 600 mg yang disuspensikan kedalam 100mi aquades yang telah ditambahkan mentilen (zat warna biru) pada konsenterasi 6 ppm, dikocok dengan sheker pada suhu 370oC. setelah satu jam zeolit alam dipisahkan dengan centrifugsi. Selanjutnya filtrate diukur serapannya menggunakan spektro uv-vispada panjang gelombang 664,5 nm. Daya serap zeolit alam terhadap mentilen dapat diketahui dengan menghitung kadar awal dikurangi kadar yang tidak terserap zeolit alam dibagi kadar awal x 100%.

2. Eksploitasi adalah sebuah proses penambangan mineral tersebut. Umumnya bahan galian industri terdapat di dekat permukaan tetapi juga ada yang terdapat dan terkumpul dibawah pemukaan tanah yang relative agak dalam, selain itu bahan galian tersebut ada yang keras, lunak dan kompak. Biasanya bahan galian industri ditambang dengan cara digali, disemprot dengan pompa tekanan tinggi, dan disedot dengan pompa hisap.

Berdasarkan tempatnya, eksploitasi dapat pula dilakukan dengan cara :- Tambang bawah tanah,- Tambang terbuka, dan - Peledakan

3. Pemprosesan merupakan sebuah proses yang terakhir. Proses tersebut merupakan pemrosesan, hal tersebut bermaksud untuk memisahkan mineral berharga dari partikel partikel lain yang menyatu dengan mineral tersebut, tujuannya tidak lain yaitu untuk meningkatkan kualitas dan mutu dari zeolit. Pengolahan dilakukan dengan 2 tahap yaitu tahap preparasi dan tahap aktifasi.- Tahap preparasi

Apabila zeolit memiliki tingkat kekerasan yang cukup rendah maka preparasi dengan menggunakan mesin giling (mill) yang mampu memproduksi sampai ukuran <100 mesh lalu mengkombinasikan dengan siklun (alat sentrifugasi) untuk dapat mengelompokkan fraksinya. Umpan

32

untuk mesin giling ini dapat berupa hasil pemecahan secara manual yang berukuran 3 cm ataupun dapat dilakukan dengan mesin pemecah. Ketidakmampuan siklun dalam memisahkan menjadi fraksi menyebabkan masih diperlukannya pengayakan. Apabila tahapan ini berhasil maka dapat dilakukan aktifasi.- Proses aktifasiProses aktifasi ini dilakukan dengan cara pemanasan ataupun dengan mereakskan zat, zat yang digunakan yaitu berupa H2SO4 dan NaOH yang siap diaplikasikan sesuai dengan keinginan.

2.7 Mineral BentoniteBentonite merupakan sebuah istilah pada lempung yang mengandung

unsur monmorillonit dan termasuk kedalam kelompok dioktohedral. Penamaan jenis lempung tersebut tergantung dari penemu atau peneliti, misalnya ahli mineralogy, geologi, mineral industri dan lain-lain.

Bentonite berasal dari kata Benton Shale di berikan nama ini karena pertama kali ditemukan di Fort Benton (Wyoming, USA). Bentonite diperkenalkan oleh Knight pada tahun 1898, dan lempung ini dinamakan sebagai taylorit.

Bentonite adalah jenis mineral lempung dengan komposisi kimia ± 80% dengan rumus kimia Mx(Al4xMgx)Si8O20(OH)4.nH2O. Rumus kimia tersebut yang terdiri dari mineral monmorillonite (Na.Ca) 0,33 12Si4O10(OH)2. nH2O. Bahan galian tersebut memiliki sifat yang lunak dan memiliki tingkat kekerasan satu skala Mohs, terasa berlemak dan licin apabila dipegang, memiliki berat jenis sekitar 1,7-2,7 dan mudah pecah, bahan galian ini juga mengembang apabila terkena air.

Adapun unsur unsur kimia yang terdapat di dalam benzoit, yaitu diantaranya adalah :

Tabel Komposisi Bentonit Komposisi kimiaUnsur Kimia Na-Bentonit (%) Ca-Bentonit (%)

Fe2O3 3,9 5,30Al2O3 19,8 17,33 SiO2 61,3-61,4 62,12 CaO 0,6 3,68 H2O 7,2 7,22 Na2O 2,2 0,50 K2O 0,4 0,55 MgO 1,3 3,30

Bentonite memiliki kation-kation dalam interlayer yang terikat secara lemah sehingga mudah terjadi pertukarean antar kation. Mekanisme, kation-kation Ca2+ dalam interlayer akan digantikan oleh kation Na+ yang berada dalam larutan.

33

Ca-bentonite + 2NaCl = Na2-bentonite + CaCl2

Sedangkan berdasarkan tipenya, bentonit dibagi menjadi dua, yaitu :

a. Tipe Wyoming (Na-bentonit – Swelling bentonite)Tipe Wyoming ini memiliki karakteristik tersendiri, yaitu apabila di

masukan ke dalam air maka volume bentonite akan mengembang hingga 8 kali lebih besar dibandingkan volume awal. Dan apabila air kering ataupun hilang maka volumenya akan berubah menjadi volume awal. Mekanismenya, air dapat mengubah jarak interlayer menjadi besar, maka volume jadi besar.

Warna dari bentonite ini apabila dalam keadaan kering berwarna putih atau cream, sedangkan pada keadaan basah dan terkena sinar matahari akan berwarna mengkilap. Perbandingan soda dan kapur tinggi, suspensi koloidal mempunyai pH: 8,5-9,8, tidak dapat diaktifkan, posisi pertukaran diduduki oleh ion-ion sodium (Na+). Bentonite memiliki kation-kation dalam interlayer yang terikat secara lemah sehingga mudah terjadi pertukarean antar kation. Mekanisme, kation-kation Ca2+ dalam interlayer akan digantikan oleh kation Na+ yang berada dalam larutan. Kation-kation Na terikat pada interlayer, kation-kation Ca2+ pindah dari interlayer ke dalam larutan. Interlayer akan menyusut dan volume menjadi seperti semula apabila air menghilang atau kering.

Na-bentonit dimanfaatkan sebagai bahan perekat, pengisi (filler), lumpur bor, sesuai sifatnya mampu membentuk suspensi kental setelah bercampur dengan air. Dalam keadaan kering berwarna Putih atau Cream, pada keadaan basah dan mengkilap bila terkena sinar matahari.

b. Mg, (Ca-bentonit – non swelling bentonite)Pada bentonite dengan tipe ini apabila dicelupkan ke dalam air

kurang mengembang, dan tetap terdispersi di dalam air, tetapi secara alami atau setelah diaktifkan mempunyai sifat menghisap yang baik. Perbandingan kandungan Na dan Ca rendah, suspensi koloidal memiliki pH: 4-7. Posisi pertukaran ion lebih banyak diduduki oleh ion-ion kalsium dan magnesium. Bentonite Dalam keadaan kering bersifat rapid slaking, berwarna abu-abu, biru, kuning, merah dan coklat. Penggunaan bentonit dalam proses pemurnian minyak goreng perlu aktivasi terlebih dahulu.

Bentonite berdasarkan kandungan alu-munium silikat hydrous dapat dibagi menjadi 2 golongan, yaitu activated clay dan fuller's Earth. Activated clay merupakan lempung yang kurang memiliki daya pemucat, tetapi daya pemucatnya dapat ditingkatkan melalui pengolahan tertentu. sedangkan, fuller's earth digunakan di dalam fulling atau pembersih bahan wool dari lemak.

34

Aktivasi BentoniteUntuk mengaktivasi bentonite, dapat dilakukan dengan dua cara yaitu

dengan metode fisika dan metode kimia. Untuk aktivasi fisika bentonite di panaskan pada temperature 300-400 celcius . menghilangkan molekul air dan hidrat . Pori / rongga menjadi lebih besar. sedangkan aktivasi kimia nya yaitu dengan cara direndam dengan asam untuk mengganti kation – kation dengan H+ melepas Al, Fe, dan Mg pada struktur. Terjadi perubahan oktahedral menjadi tetrahedral. Tetrahedral lebih negatif dinetralkan oleh H+, struktur menjadi Asam.

BAB III

PENUTUP

2.7 KesimpulanDari apa yang telah dibahas tentang pengolahan mineral ini, dapat

disimpulkan bahwa :1. Pengolahan mineral adalah suatu proses pengolahan untuk memisahkan

mineral berharga dari mineral yang tidak berharga.2. Konsentrasi adalah suatu tahapan untuk memisahkan mineral berharga

dengan pengotornya, mengkonsentrasikan mineral ke satu produk.3. Magnetic Separation adalah suatu metode pemisahan mineral yang

pada prinsip kerjanya bergantung pada sifat kemagnetan yang dimiliki oleh setiap mineral.

4. Gravity separation adalah suatu metode industri yang digunakan untuk memisahkan suatu mineral, baik mineral suspensi, ataupun campuran butiran kering berdasarkan berat jenis atau nilai density.

5. Flotasi adalah suatu proses konsentrasi mineral berharga yang berdasarkan perbedaan tegangan permukaan dari mineral didalam air (aqua) dengan cara mengapungkan mineral ke permukaan.

6. Bentonite merupakan sebuah istilah pada lempung yang mengandung unsur monmorillonit dan termasuk kedalam kelompok dioktohedral.

7. Zeolit adalah sebuah senyawa alumino-silikat hidrat terhidrasi yang unsur utamanya terdiri dari kation alkali dan alkali tanah terutama Ca, K dan Na, dengan rumus umum (La Alb Sic O2.nH2O) dimana L merupakan sebuah logam.

DAFTAR PUSTAKA

http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/pemisahan-secara-listrik-electrostatic-separation/

Diakses Pada Tanggal 30 Mei 2014 Pukul 09.00 WIB

http://digilib.its.ac.id/public/ITS-PhD-7405-2302301003-bab1.pdf

Diakses Pada Tanggal 06 Juni 2014 Pukul 16.00 WIB

http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/142/jtptunimus-gdl-faisholmuh-7091-3-babii.pdf

Diakses pada tanggal 18 April 2014, pukul 16.00 WIB

http://ilearn.unand.ac.id/pluginfile.php/17966/mod_resource/content/1/Unit%20Operasi%205.pdf


http://lontar.ui.ac.id/file?file=digital/124979-R040853-Studi%20fra-feasibilitas-Literatur.pdf


http://rizkimartarozi.blogspot.com/2011/05/high-tension-separation.html


http://siauwlielie.tripod.com/ptp_g_grinding.htm


http://smart-pustaka.blogspot.com/2013/04/flotasi.html


http://www.academia.edu/5512398/1_sedimentasi-flotasi


http://www.docstoc.com/docs/62555765/magnetic-separator

Diakses Pada Tanggal 24 Mei 2014 Pukul 15.40

http://www.mineraltambang.com/froth-flotation.html


http://www.scribd.com/doc/114926496/Magnetik-Separator


http://www.scribd.com/doc/114926496/Magnetik-Separator

http://www.mineraltambang.com/froth-flotation.html

http://www.docstoc.com/docs/62555765/magnetic-separator

http://www.academia.edu/5512398/1_sedimentasi-flotasi

http://smart-pustaka.blogspot.com/2013/04/flotasi.html

http://siauwlielie.tripod.com/ptp_g_grinding.htm

http://rizkimartarozi.blogspot.com/2011/05/high-tension-separation.html







http://digilib.its.ac.id/public/ITS-PhD-7405-2302301003-bab1.pdf



37

http://www.scribd.com/doc/151345573/Bab-x-Jigging

Diakses pada tanggal 16 Mei 2014 Pukul 20.00 WIB

http://www.scribd.com/doc/205338773/Humprey-Spiral


http://www.scribd.com/doc/217894108/Shaking-Table


http://www.scribd.com/doc/39806560/tugas-mineraljadil


http://www.scribd.com/doc/77302456/Magnetic-Separators


http://www.scribd.com/doc/77905009/Feromagnetic


http://www.scribd.com/doc/97873556/High-Tension-Separation


http://www.scribd.com/doc/69408687/Hammer-Mill


http://www.scribd.com/doc/69408687/Hammer-Mill

http://www.scribd.com/doc/97873556/High-Tension-Separation

http://www.scribd.com/doc/77905009/Feromagnetic

http://www.scribd.com/doc/77302456/Magnetic-Separators

http://www.scribd.com/doc/39806560/tugas-mineraljadil

http://www.scribd.com/doc/217894108/Shaking-Table

http://www.scribd.com/doc/205338773/Humprey-Spiral

http://www.scribd.com/doc/151345573/Bab-x-Jigging

bab i

Documents