bab ii
DESCRIPTION
Metalurgi adalah ilmu yang mempelajari sifat-sifat kimia dari logam dan cara memanfaatkan logam untuk kegunaan sehari-hari. Kata 'Metalurgi' sebenarnya berasal dari Bahasa Yunani 'Metallougos', merupakan istilah yang digunakan oleh ahli kimia untuk mendeskripsikan ekstraksi logam dari mineralTRANSCRIPT
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Pengolahan Bahan Galian
Pengolahan bahan galian adalah proses pemisahan mineral berharga
(konsentrat) dengan pengotornya (tailing). Hal ini dilakukan karena pada saat
proses selanjutnya ada batasan kadar yang diharuskan ditepati karena jika tidak
maka efisiensi proses berikutnya tidaklah baik. Bijih dari mineral yang berbeda
dalam batuan dipisahkan antara satu sama lain untuk dilihat karakteristik sifat
fisik beda (kekerasan, bentuk, sifat magnetik, electrostatik, densitas) atau kimia
(flotasi, pengendapan). Hal ini merupakan langkah awal untuk mendapatkan
kembali mineral yang bernilai komersial. Mineral berharga yang terdapat dalam
bijih umumnya belum terliberasi dari batuan induknya. Pengolahan bahan galian
memiliki beberapa tahapan sebelum bijih siap diolah melalui tahapan ekstraksi.
Tahapan ini dibagi menjadi 3 bagian, yaitu :
1. Kominusi
Dalam melaksanakan tahap kominusi, pengecilan ukuran harus
dilakukan sampai pada ukuran yang diperlukan saja. Proses
kominusi dapat dilakukan beberapa tahap tergantung pada ukuran
umpan dan produknya. Produk akhir dari tahap kominusi adalah
bijih yang berukuran relatif halus sesuai dengan proses berikutnya
yaitu proses konsentrasi. Kominusi dibagi menjadi dua yaitu
Crushing (Jaw Crusher) dan Grinding (ball mill).
2. Sizing
Sizing ialah pengelompokan mineral, dalam pengelompokan ini
dapat dilakukan dengan cara :
a. Screening , yaitu pemisahan besar butir mineral berdasarkan
lubang ayakan agar butir mineral memiliki distribusi ukuran
yang seragam, ukuran alat dinyatakan dalam satuan # (mesh)
4
b. Classifying , ialah pemisahan butir mineral yang mendasarkan
atas kecepatan jatuh material dalam suatu media ( air, udara)
sehingga hasilnya tidak seragam. Alat yang digunakan untuk
melakukan proses screening disebut screen dan alat yang
digunakan untuk melakukan proses classifying disebut
classififier.
3. Concentration
Konsentrasi merupakan suatu proses pemisahan konsentrat dan
tailing pada suatu objek (bijih) yang dimana proses pemisahan itu
memanfaatkan karakteristik sifat fisik dan kimia dari bijih tersebut.
Selain konsentrat dan tailing, proses ini juga menghasilkan pula
middling, middling merupakan material konsentrat yang masih
terkandung tailing didalamnya. Konsentrasi biasa dilakukan
dengan beberapa metode misalnya :
a. Gravity Separator yaitu pemisahan mineral berdasarkan
perbedaan berat jenis .
b. Magnetic Separator yaitu pemisahan mineral berdasarkan
sifat fisik mineral terhadap medan magnet.
c. Elektro Separator yaitu pemisahan mineral berdasarkan
sifat fisik kelistrikannya .
d. Flotasi yaitu pemisahan mineralberdasarkan sifat kimia
mineral tersebut terhadap air . sifat itu ada yang hydrophobic dan
hydrophilic.
2.2 Gravity Concentration
Gravity Concentration adalah konsep pemisahan mineral dengan
menggunakan perbedaan karakteristik sifat fisik berat jenis dari material, biasanya
dilakukan dalam keadaan basah atau adanya fluida yang mengalir di dalamnya.
Selain itu keuntungan dari konsep ini ada biaya yang dikeluarkan relative rendah,
sehingga banyak industri dibidang ini yang menggunakan cara gravity
concentration. Gravity concentration dibagi menjadi Pulsated Beds, Shaken Beds,
5
Stirred Beds, Water-Impulse Separatiors dan Pneumatic Concentration. Didalam
gravity concentration menggunakan hukum Stokes dan Newton yang berkaitan
dengan aliran fluida untuk pemisahan partikel dengan beberapa modifikasi
didalamnya. Dalam gravity concentration terdapat konsep pergerakan partikel
dalam air (fluida) yaitu:
1. Free Settling adalah kondisi pergerakan partikel jatuh bebas dalam
media air, jadi antara partikel tidak saling mengganggu sehingga cairan
dapat bergerak diantara partikel.
2. Hindered Settling berbeda dengan Free Settling, dalam Hindered
Settling antara partikelnya saling ganggu yang biasanya terjadi di dalam
suspense.
3. Consolidation Trickling, yang mana di dalam gravity concentration
terdapat hukum Stokes dan Newton tentang aliran fluida untuk
pemisahan partikel dengan beberapa modifikasi didalamnya.
Prinsip konsentrasi gravitasi dapat diringkas sebagai berikut.
1. Partikel padat yang bergerak dibawah tekanan gravitasi dalam suatu
media cair akan terbenam menurut berat jenis dan densitas dari material
tersebut. Atau lebih spesifiknya adalah :
Partikel yang memiliki berat yang sama tetapi memiliki bentuk yang
berbeda akan terbenam dengan berdasarkan diameter partikel tersebut.
Jadi partikel yang berbentuk pipih akan lebih lambat terbenamnya tetapi
yang mendekati bentuk bola akan lebih mudah terbenam.
a) Partikel yang sama bentuk dan besarnya tetapi memiliki berat yang
berbeda akan terbenam menurut beratnya, dan yang lebih berat
akan terbenam lebih dahulu.
b) Partikel yang berputar akan saling bergesek tergantung pada luas
permukaan dan berat beban, partikel yang memiliki bentuk kecil,
tipis dan berat mempunyai nilai hambatan yang kecil.
c) Partikel yang melompat akan semakin terbawa arus. Maka semakin
banyak lompatan, semakin baik pemisahan partikel yang terjadi.
6
2. Besarnya hambatan suatu media terhadap partikel yang jatuh akan
semakin besar bila nilai densitas dan viskositas semakin efektif.
3. Kapasitas slime akan semakin efektif jika efektifitas densitas semakin
meningkat.
Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan
fluidanya, yaitu :
1. Fluida tenang, contohnya adalah dense medium separation (DMS) atau
heavy medium separation (HMS).
2. Fluida horisontal, contohnya adalah sluice box, shaking table dan
spiral concentration.
3. Fluida vertikal, contohnya adalah jigging concentrator.
2.3 Jigging Concentrator
Alat utama yang banyak dipakai dalam konsentrasi gravitasi salah satunya
adalah jig. Dalam alat Jigging Concentrator konsentrat memiliki berat jenis yang
lebih besar dibandingkan tailing. Didalam alat tersebut teradapat rag atau bed
yang memiliki sifat fisik berat jenis yang nilainya diantara konsentrat dan tailing.
Fungsi dari rag atau bed tersebut adalah sebagai penghambat konsentrat yang
telah jatuh kebawah agar tidak naik keatas akibat debit air tersebut. Kualitas rag
atau bed menentukan nilai recovery hasil alat tersebut.
Gambar 2. 1 Komponen Jig Concentration
7
Dari skema pada gambar tersebut terdapat beberapa bagian-bagian dari
alat tersebut, berikut ini merupakan fungsi dari tiap bagian-bagian tersebut, yaitu :
1) Feeder : Tempat masuknya umpan (Feed)
2) Over flow : Tempat atau jalur keluarnya Tailing
3) Sekat tailing : Penahan jalur keluarnya Tailing
4) Rag :
a. Meratakan dorongan ke atas selama pulsion, sekaligus
mencegah dorongan sebagian.
b. Sebagai pengatur atau pengendali dan mencegah mineral
ringan lewat menuju konsentrat.
c. Pada saat pulsion, lapisan ditambah mineral akan
membentuk suspense sehingga membuat kondisi hindered
settling, dengan perbandingannya yang sangat besar.
d. Mencegah lolosnya mineral ringan.
5) Screening : Menyeragamkan ukuran konsentrat yang
masuk
6) Tangki : Menampung air
7) Lubang Konsentrat : Jalur keluarnya konsentrat (Fe)
8) Hutch Water :
a. Untuk meminimalisir ruangan yang vakum pada saat
suction sehingga hisapan akibat suction berkurang
b. Menambah air untuk memperkirakan apakah suatu mineral
akan dapat dipisahkan dengan baik atau tidak dari mineral
lainnya adalah dengan cara mengetahui kriteria
concentration.
9) Sekat Longitudinal : Penahan agar gerakan atau getaran air
berjalan secara longitudinal. Agar tailing dapat terlempar keluar
10) Diaphragma : Mengatur atau menyeimbangkan getaran
yang dihasilkan komponen esentrik pada Jig Concentrator agar
hasil yang didapatkan sesuai
8
11) Esentrik : Penghasil getaran atau pemompa agar air
yang mengalir sesuai dengan getaran longitudinal.
Gambar 2.2 Skematik Jig Concentration
Cara kerja dari alat ini di mana pertama umpan masuk melalui lubang jig
yang disebut pulp, umpan dimasukan bersama aliran fluida. Saat umpan masuk
rag setelah bergerak naik dan turun yang disebut pulsion dan suction di bantu
dengan hutch water.
Adapun agar mendapatkan hasil yang lebih baik rag yang digunakan
harus memiliki berat jenis diantara mineral ringan dan berat yang akan
dipisahkan. Jika Ukuran rag yang besar akan memberikan celah yang besar,
sehingga mineral berat lebih bebas bergerak turun dan akan menambah jumlah
konsentrat. Rag yang terlalu tebal akan menyulitkan partikel-partikel untuk lolos
pada lapisan rag dan ini akan mengurangi konsentrat.
Mekanisme pemisahan pada dasar aliran vertical, pemisahan antara
mineral-mineral yang berbeda berat jenisnya dengan mengeksploitasikan
perbedaan gerak respon atau akibat dari aksi gaya gravitasi dan gaya-gaya lain
yang bekerja pada mineral. Pada jig setiap partikel mineral akan mendapatkan
pengaruh dari gerakan bolak-balik air (pulsating water current) dan efek sluicin.
9
Proses inilah yang menyebabkan terpisahnya mineral berat dan ringannya.
Mineral ringan akan tertahan di atas dan terbawa ke tempat tailing sedangkan
mineral berat akan mengendap perlahan dibantu pergerakaan rag dan masuk ke
lubang konsentrat.
Ada beberapa faktor yang sangat mempengaruhi jumlah konsentrat yang
diperoleh pada proses ini, faktor tersebut antara lain :
1. Laju pengumpanan : distribusi ukuran umpan
2. Jumlah feed
3. Debit air pada umpan dan Hutch water
4. Jumlah Stroke per Minute