FLOTASI

Flotasi merupakan proses pemisahan mineral dari pengotornya dengan

cara pengapungan

MEKANISME DAN PRINSIP DASAR FLOTASI

Flotasi adalah proses konsentrasi mineral berharga

berdasarkan perbedaan tegangan permukaan dari mineral

didalam air (aqua) dengan cara mengapungkan mineral ke

permukaan.

Beberapa jenis partikel yang tercampur dapat

dipisahkan salah satu jenisnya dari campurannya atau bila

memungkinkan dan dapat terpisah keseluruhan jenis

sehingga dapat terkonsentrasi dari tiap – tiap jenis.

Pemisahan dari partikel – partikel dalam flotasi ini

ditunjukkan oleh penentuan kontak antara tiga fasa, yaitu

fasa partikel padat yang akan diapungkan, larutan aqua

elektrolit, dan gas ( biasanya dipakai udara ) hampir semua

zat anorganik dapat dibasahi oleh fasa aqua. Oleh karena iu

langkah pertama dalam flotasi adalah menggantikan

sebagian dari antar fasa padat-cair menjadi antara fasa

padat-gas. Sebagian hasilnya didapat bahwa permukaan

partikel akan menjadi pobi air (hidropobik). Flotasi dari

mineral – mineral umumnya dibagi atas dua bagian yaitu :

1. flotasi mineral – mineral logam (metallic minerals)

umumnya mineral – mineral sulfida.

2. flotasi mineral – mineral bukan logam ( non metallic

minerals ), meliputi logam – logam oksida, silikat,

sulfat, karbonaT, halit dan fosfat , juga felsfar, garnet,

muskovit, batu semen, fluosfar dan lain-lain.

Mekanisme flotasi didasarkan pada adanya pertikel

mineral yang dibasahi (hidropilik) dengan partikel mineral

yang tidak dibasahi (hidropobik). Partikel – partikel yang

basah tidak mengapung dan cenderung tetap berada dalam

fasa air. Di lain pihak partikel – partikel hidropobik (tidak

dibasahi) menempel pada gelembung , naik ke permukaan,

membentuk buih yang membentuk partikel dan dipisahkan.

Secara garis besarnya pemisahan dengan cara flotasi

dilakukan dengan menggunakan 2 tahap : yaitu tahap

conditioning dan tahap pengapungan mineral (flotasi).

Pada tahap conditioning bertujuan untuk membuat suatu

mineral tertentu bersifat hidropobik dan menpertahankan

mineral lainnya bersifat hidropilik. Pada tahap

conditioning ini ini kedalam pulp dimasukkan beberapa

reagen flotasi. Sedangakan pada tahap flotasi atau aerasi

adalah tahap pengaliran udara kedalam pulp secara

mekanis baik agitasi maupun injeksi udara.

A.     Reagen Flotasi

Agar proses flotasi dapat berlangsung maka diperlukan

reagen flotasi. Penggunaan reagen flotasi ini tidak

dimaksudkan untuk mengubah sifat – sifat kimia dari

partikel tersebut tetapi hanya mengubah sifat permukaan

dengan menyerap ( adsorsi) reagen flotasi tersebut.

Keberhasilan pemisahan mineral secara flotasi ditentukan

oleh ketepatan penentuan reagen kimia yang digunakan.

Secara garis besarnya reagen yang digunakan dibagi

menjadi tiga kelompok, yaitu : kolektor, modifier dan

frother.

I. Kolektor

         Kolektor adalah senyawa organic yang

ditambahkan kedalam pulp untuk mengubah permukaan

mineral dari hidropilik menjadi hidropobik dengan proses

penyerapan (adsorbsi). Klasifikasi dari kolektor

berdasarkan sifat ionnya, yaitu kationik dan anionic

umumnya kolektor dari golongan ini dipakai pada

pekerjaan flotasi sulfide. Tetapi ini juga memungkinkan

dipakai dalam pekerjaan flotasi mineral non sulfida .

sedangkan kolektor kationic untuk flotasi non sulfide. 

Dalam pemakaian harus diperhatikan mengenai jumlah

kolektor. Kolektor yang digunakan bila digunakan terlalu

sedikit tidak dapat mengapungkan mineral secara selektif,

sedangkan bila terlalu banyak akan menghasilkan flotasi

yang tidak terlalu baik.

Contoh Kolektor : Xanthate

                                      Asam oleik

                                      Thiokarbanilid  pemakaian : 25 –

100 g/t

2.  Modifier

     Modifier adalah reagen kimia yang diperlukan dalam

proses flotasi untuk mengintensifkan selektifitas dari

pekerjaan kolektor. Efek yang umum dihasilkan adalah

menaikaan dan menurunkan hidropobisitas dari suatu

permukaan partikel tertentu. Jenis modifier ini adalah PH

regulator ( pengatur pH), activator, depresan dan dispersan.

pH regulartor adalah media yang digunakan untuk

mengatur pH. Pengaturan pH dari pulp ini dilakukan

dengan penabahan kapur, sodium karbonat, sodium

hidroksida atau ammonium untuk menaikkannya dengan

penambaahan sulfuric, sulfuros tau asam klorida

            Aktivator adalah suatu reagen yang digunakan

dalam flotasi untuk meningkatkan kerja dari kolektor pada

permukaan partikel mineral. Ini berarti bahwa reagen

activator membantu untuk mengapungakan mineral pada

saat proses flotasi. Depresan juga merupakan reagen kimia

yang dipakai untuk melemahkan kerja dari kolektor

terhadap permukaan partikel mineral dengan cara

menyelimuti permukaan partikel sehingga tidak menempel

pada gelembung udara. Dengan kata lain depresan adalah

reagen flotasi yang membantu untuk menenggelamkan

partikel mineral.

Contoh Depresan : ZnSO4 untuk menekan ZnS

      3.   Frother

            Frother (pembuih) akan terkonsentrasi pada antar

muka udara dan air. Kehadiran froter pada fasa cair pada

larutan reagen kimia yang dipakai dalam flotasi untuk

membentuk buih atau busa. Reagen ini mempunyai

permukaan yang aktif dan biasanya pada flotasi berguna

untuk meningkatkan gelembung  udara dan menolong

supaya gelembung menyebar. Ini berarti memperbaiki

kondisi penempelan partikel mineral dan menaikaan

stabilitas busa. Kontak antar mineral udara dan air dikenal

dengan kontak tiga fasa dan sudut yang terbentuk antara

mineral dengan antar muka udara-air yang diukur pada fasa

air disebut dengan sudut kontak. Sudut kontak = 0, berarti

permukaan padatan diselimuti air (hidropilik) dan sudut

kontak = 1800 udara menutupi padatan. Sudut kontak

sering digunakan sebagai ukuran kehidropobikan

permukaan mineral.

            Pemakaian frother pada proses flotasi sangat

penting dilihat dari fungsinya yaitu :

1. Frother mencegah perpaduan gelembung udara dan

menjaga kestabilan gelembung untuk selama periode

waktu yang cukup lama.

2. Lapisan frother pada kulit gelembung udara menaikkan

ketahanan gelembung terhadap bermacam – macam

ketahanan dari luar.

3.      lapisan  frother pada gelembung mengurangi kecepatan

gelembung didalam pulp, sehingga kontak gelembung

dengan mineral – mineral akan menimbulkan kondisi yang

lebih baik yang menguntungkan proses flotasi.

Beberapa karateristik Frother:

1. Suatu substansi organik.

2. Molekulnya heteropolar terdiri dari satu atau lebih gugusan

HC yang dihubungkan satu grup yang polar.

3. Kelarutannya tidak terlalu besar, tidak terlalu kecil.

4. Tidak ter-ion.

5. Busa atau buih akan segera patah detelah berpindah dari

sell flotasi.

6. Mempunyai aktivitas kimia yang lemah.

    Contoh Frother : MIBC = Methyl Isobutyl Carbinol

                                        Minyak pinus (kayu putih)

                                        Terpentin

                                Pemakaian : 5 – 100 g/t

B.  Flotasi Cell

Beberapa variabel yang mempengaruhi hasil flotasi

dengan menggunakan flotasi cell adalah kecepatan

pengaliran udara, gelas poros dari alat, densitas dari pulp,

ukuran alat ( ketinggian kolom dari dasar sampai

permukaan pulp) dan kondisi dari pulp (PH, adsorbsi,

desorbsi). Dengan kondisi yang tertentu dari kecepatan

aliran udara, ukuran atau diameter bukaan (P = opening)

dari gelas poros menghasilkan gelembung udara dengan

diameter yang kecil. Densitas dari pulp, volume dari pulp

dan ukuran alat juga merupakan faktor variabel yang

penting. Jika densitasnya terlalu tinggi, tabrakan antar

partikel akan lebih besar dan kemungkinan penempelan

partikel-partikel yang mengapung harus diapungkan. Salah

satu faktor penentu dalam proses flotasi yang

mempengaruhi kemampuan  flotasi dari mineral – mineral 

adalah mesin flotasi perbaikan dari perencanaan impeller

dan bentuk dari pada cell, dan beberapa harga parameter

operasi seperti kecepatan impeller/konsumsi udara dan

tenaga, memegang peranan penting. Setiap perusahaan

mempunyai karakteristik tersendiri dalam merencanakan

cell ini. Sebagai contoh ratio kedalaman dan panjang dari

tank, jumlah sudut – sudut pada impeller dan ratio dari

ketebalan impeller terhadap diameternya mempuinyai

harga – harga berlainan.. Flotasi cell (flotation cell) dan

flotasi cell mikro (mikro flotation cell)  merupakan contoh

dari jenis alat flotasi. Untuk skala laboratorium alat flotasi

yang digunakan adalah mikroself flotasi. Gambaran

skematis dari flotasion cell ditunjukan pada gambar berikut

ini.

Pada proses flotasi mineral berharga bersama dengan reagen akan menempel pada gelembung udara naik kepermukaan sedangkan sisanya berupa pasir halus dan air laut ini disebut dengan tailing.

Langkah-langkah yang dilakukan pada proses flotasi sulfida adalah :1. Penghancuran dan penghalusan (Kominusi)2. Desliming3. Pulp Concentration4. Conditioning5. Aeration6. Pemisahan

1. VARIABEL DALAM FLOTASI

Variabel yang mempengaruhi proses flotasi adalah :1. Keadaan dan ukuran butir

Ukuran butir mineral yang akan mempengaruhi partikel mineral akan lebih besar dari density air, sedangkan jika terlalu kecil akan menimbulkan slime yang akan mengganggu jalannya proses flotasi.

1. Pulp preparation

Penyediaan pulp diusahakan supaya cocok untuk proses pengolahan yang umumnya berkaitan dengan persen solid yang sesuai.

1. Intensitas pengadukan dan pemberian udara

Pengadukan dalam flotasi dilakukan dengan mesin flotasi.1. Kekentalan pulp

Untuk suspensi pulp yang lebih kental akan diperoleh recovery yang lebih baik.1. Waktu kontak dan waktu flotasi

Kenaikan recovery terjadi pada suatu waktu tertentu, yang tergantung pada : Komposisi mineral bijih

Keadaan dari partikel-partikel bijih Jumlah kolektor yang ditambahkan Lama pengadukan Ukuran kemudahan mengapung suatu mineral (float ability) Ukuran butir

1. Pengaruh pH

Tujuan dari pengaturan pH adalah untuk menurunkan sudut kontak.1. Pengaruh Collector

Yang harus diperhatikan adalah sifat-sifat dari kolektor yang akan digunakan, misalnya

Xanthate, sangat baik untuk merubah sifat permukaan mineral-mineral sulfida dan

batubara, mudah larut dalam air dan tidak akan menimbulkan frother.

1. Pengaruh Frother

Digunakan untuk menstabilkan gelembung udara untuk waktu yang relatif lama.

Persentase solid 10 % cukup baik karena dapat menciptakan zona tenang di bawah

lapisan buih yang biasanya antara 10-15% solid. Dengan demikian partiel yang tidak

diinginkan akanturun ke dasar sel. Persentase solid ditentukan oleh ukuran butir. Dalam

percobaan persentase solid tidak konstan 10% karena terjadi penambahan air untuk batas

muka air agar lapis buih dapat melewati bibir sel flotasi.

Temperatur percobaan dapat mempengaruhi recovery (yield). Pada kondisi temperatur

diatas 40 C menyebabkan gelembung udara mudah terbentuk karena tegangan

permukaan yang menurun. Percobaan dilakukan pada suhu kamar antara 25-40 C, masih

dalam batas normal dan cukup memenuhi syarat untuk flotasi. Kecepatan putar impeler

antara 1000-1200 rpm cukup memadai untuk menciptakan kondisi pengadukan merata

dan menyebar reagen keseluruh bagian sel flotasi. Putaran yang terlalu tinggi dapat

menyebabkan gelembung udara mudah pecah sehingga akan menurunkan efisiensi alat.

Jika terlalu rendah akan memperpanjang waktu conditioning.  Dari data kelompok

terlihat gejal ketidakteraturan (teoritis) hubungan antara yield dengan waktu flotasi.

Kecenderungan adalah terjadinya peningkatan yield pada awal percobaan sampai titik

maksimum dan berbalik menurun.

Fungsi MIBC selain sebagai frother juga dapat berperan sebagai collector, depresan

limb, dan pengapung sulfur, jika MIBC digunakan dalam jumlah minimal. Batubara

bersih didepre dan sulfurnya diapungkan sehingga akan diperoleh batubara bersih (dari

sulfur) sebagai tailing. Penambahan kolektor dalam flotasi batubara akan meningkatkan

yield sampai batas optimal. Dari data percobaan diektahu bawa yield terbesar 70,02%

diperoleh dari penambahan kolektor sebanyak 2,5 kg/ton.

1. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam flotasi batubara :

Air yang dipakai ber-pH 6 – 7,5

Persen solid pulp 10% sampai 30%

Temperatur ideal adlah di ats 40O , meski suhu kamar cukup memenuhi syarat.

Kecepatan impeller

Penambahan kolektor dan frother.

1. Flotasi batubara belum dilakukan dalam skala industri karena :

Memerlukan dewatering plant serta reagent-reagent yang banyak, sehingga

tidak/belum ekonomis.

Pasar batubara halus yang dihasilkan masih kecil.

Hasil tambang batubara di Indonesia berukuran relatif kasar sehingga tidak

ekonomis unutkdiolah dengan flotasi.

1. Perbedaan utama flotasi batubara dengan flotasi mineral sulfida adalah :

Kolektor pada flotasi batubara adalah minyak solar (diesel) yang bersifat non

ionizing collector, sedangkan pada flotasi mineral sulfida digunakan amyl

xanthate, yaitu sulphydril clollector.

Ukuran partikel flotasi batubara berukuran halus yang tidak dapat diproses

dengan konsentratsi gravimetri. Untuk mineral sulfida untuk semua selang

ukuran dapat diproses, tapi umumnya berukuran 65 mesh agar dieroleh derajat

liberasi yang tinggi.

1. Umpan flotasi dapat dipakai pada metode Sink and Float menggunakan Heavy

Media Separator karena ukuran -28 mesh sampai 325 mesh. Untuk ukuran kuranf

dari 0,1 mm, HMS tidak efisien.

2. Pengaruh ukuran butir terhadap fraksi halus :

Partikel halus dari batubara mengandung slime dan pengotor, sehingga modifier yang

digunakan akan lebih banyak. Karena selektivitas partikel yang halus akan berkurang

dengan banyaknya slime yang menutupi bidang kontak antara gelembung udara dan

permukaan partikel mineral. Selain itu slime juga dapat membuat gelembung udara sulit

pecah, sehingga menggangu proses pengapungan.

1. Masalah-masalah yang dihadapi dalam proses flotasi batubara :

Penghilangan sulfur yang sukar dilakukan secara mekanis sehingga perlu menggunakan multipler stage flotation.

Pemilihan reagent flotasi yang tidak tepat untuk setiap jenis batubara akan menghalangi pencapaian hasil optimum.

Membersihkan permukaan batubara yang mengandung slime yang tinggi sebelum flotasi dilakukan.

Biaya dewatering dan thickening yang tinggi.

1. Masalah-masalah yang dapat diatasi menggunakan flotasi batubara :

Pencemaran air akibat pencucian batubara. Batubara halus dalam air pencuci dapat dipisahkan secara flotasi.

Untuk mendapatkan batubara bersih dnegan kadar yang tinggi. Untuk mengolah batubara halus yang tidak dapat diolah dengan proses lain jika

sudah tidak ekonomis.