grav i metri

PENGOLAHAN BAHAN GALIAN,MIGAS DAN PANAS BUMI BAB VII- 1

GRAVITY CONCENTRATION

“Gravity concentration” adalah proses konsentrasi yang mendasarkanpada gaya gravitasi. Proses ini terbagi menjadi beberapa macam, yaitu :a. Mendasarkan pada aliran air horisontal

1. Shaking table2. Sluice box3. Humphrey spiral

b. Mendasarkan pada aliran air vertikal1. Jigging

c. Mendasarkan pada berat jenis media1. Heavy liquid separator2. Heavy media separator

7.1. MENDASARKAN PADA ALIRAN AIR HORISONTAL

Bila air dibawah kondisi laminer mengalir dalam bidang miring yanglicin, maka distribusi kecepatan berbentuk parabol dan kecepatan pada dasar= nol ,karena bergesekan dengan dasar., dengan bilangan Reynold (Re) =500.

f. Vf. XRe =

Vy = f. g. sin (2x - y)/2

W = f. g. x3. sin /3Keterangan :f = densitas fluida = viscositas airVf = kecepatan fluida = sudut kemiringan bidangx = tebal lapisanVy = kecepatan fluida berjarak y dari dasar bidang miringW = volume fluida per satuan waktu per lebarg = percepatan gravitasi

Apabila campuran mineral berat dan ringan dialirkan bersama-sama denganair, maka susunan mineral dalam aliran tersebut adalah :- mineral berat berukuran halus sampai kasar- dilanjutkan mineral ringan halus sampai kasar

PENGOLAHAN BAHAN GALIAN ,MIGAS DAN PANAS BUMI BAB VII- 2

Ada kemungkinannya bahwa posisi mineral berat kasar jadi satu denganmineral ringan halusSusunan ini disebabkan karena pengaruh kecepatan aliran dan gaya dorongair, sehingga mineral ringan dan kasar akan lebih besar mendapatkan gayadorong air.Sebaliknya apabila campuran mineral berat dan ringan dijatuhkan dari ataske sebuah aliran air, maka susunannya adalah sebagai berikut :- Mineral berat dan kasar akan terletak paling dekat dengan sumbernya- Mineral ringan halus akan paling jauh dari sumbernya.Ada kemungkinannya posisi mineral berat halus jadi satu dengan mineralringan kasar.Maka untuk menghindari hal ini terjadi, atau agar terjadi pemisahan antaramineral berat dengan mineral ringan , maka ukuran campuran mineraltersebut disamakan dengan jalan pengayakan.

1. Shaking table (meja goyang)Tabling adalah suatu proses konsentrasi untuk memisahkan antara

mineral berharga dengan mineral tak berharga dengan mendasarkan padaperbedaan berat jenis dari mineral melalui aliran fluida yang tipis. Olehkarena itu proses ini termasuk dalam “Flowing Film Concentration”. Alat yangdigunakan adalah “Shaking table”.

Prinsip pemisahan dalam tabling ialah ukuran mineral harus haluskarena proses konsentrasi ini mendasarkan pada aliran fluida tipis. Adanyagaya dorong air terhadap partikel yang sama besarnya tapi berbeda beratjenisnya, maka partikel yang ringan akan menderita dorongan air yang lebihbesar daripada partikel berat. Dengan adanya gerakan maju mundur dari“head motion” maka partikel yang berat akan melaju lebih jauh daripadapartikel ringan sampai akhirnya partikel-partikel itu masuk ke tempatpenampungan.

Untuk mendapatkan aliran air yang turbulen maka dipasang alat yaitu“riffle”, dengan demikian partikel yang ringan akan cenderung untukmeloncat dari riffle satu ke riffle lainnya dibandingkan partikel berat yanghanya akan menggelinding searah dengan riffle tersebut.

Proses ini berjalan terus menerus sehingga antara mineral yangmempunyai berat jenis besar dengan yang ringan dapat terpisahkan.

Gaya-gaya yang bekerja dalam “tabling” adalah :(1). Gaya gesek antara partikel dengan dek (khusus partikel berat yang

dominan).(2). Gaya dorong air (khusus partikel ringan lebih dominan).(3). Gaya gravitasi.

Faktor-faktor yang mempengaruhi produk :(1) Kemiringan dek


Dek yang terlalu miring akan mempengaruhi kecepatan aliran air danbila kecepatan aliran air tersebut terlalu cepat maka partikel ringan akanterbawa air semuanya sehingga yang tertinggal hanya mineral berat. Danhasilnya berupa produkta yang berkadar tinggi tapi kapasitasnya sedikit.Untuk kemiringan kecil sehingga kecepatan aliran air lambat maka produktayang didapat berkadar rendah dengan kapasitas besar.

(2) Kecepatan feeding dan kemiringanBila terlalu cepat feeding-nya dan kemiring an dek kecil maka proses

pemisahan akan berjalan kurang baik karena umpan tertumpuk dan akanmasuk ke konsentrat.(3) Prosen solid

Bila terlalu encer, pemisahan akan baik dan sebaliknya bila kentalmaka semua partikel akan mausk ke konsentrat.(4) Jumlah dan panjang stroke

Pengaruh terhadap proses pemisahan adalah stroke yang panjanguntuk material kasar dan stroke kecil untuk material halus.

Kelakuan partikel di dalam “flowing film concentration” dipengaruhioleh beberapa faktor- kemiringan dek- viscositas fluida- koefisien gesek antara partikel dengan dek- ketebalan dari “fluid film” atau kecepatan dari aliran fluida- bentuk partikel- berat jenis- kekerasan permukaan dek

Pada dek yang horisontal, tidak akan ada gerakan dari partikel.Partikel akan mulai bergerak bola dek mempunyai kemiringan.Macam-macam meja goyang (shaking table) adalah:

a. Wilfley TableAlat ini berbentuk empat persegi panjang dengan riffle dibuat mulai

dari ukuran pendek hingga panjang. Faktor yang sering diubah adalahkemiringannya.

b. Butchart TableBentuk head motion hampir sama dengan wilfley table tapi berbeda

pada rifflenya. Riffle pada alat ini membengkok ke arah atas. Dengan riffle inimaterial dipaksa untuk naik pada bagian riffle yang membelok ke arah atassebelum sampai ke tempat konsentrat.

c. Card TableRiffle berbentuk triangular yang agak kasar dan pembuatannya

langsung dibuat pada dek tersebut.


d. Deister overstrom , plat O tablePada dasarnya perbedaan macam-macam meja goyang ini terletak dari headmotion dan bentuk rifflenya.

Kapasitas dari table dipengaruhi oleh :- ukuran umpan- operasi yang dikehendaki- perbedaan berat jenis antara mineral yang dipisahkan- berat jenis rata-rata dari mineral yang akan dipisahkan

2. Sluice boxPrinsipnya adalah memisahkan antara mineral berharga dengan yang

tak berharga dengan mendasarkan atas gaya beratnya. Alat ini berbentukbox atau kotak yang bagian dalamnya dilengkapi dengan riffle, yang gunanyauntuk menahan material yang mempunyai berat jenis relatif besardibandingkan dengan material lain sehingga mampu mengimbangi gayadorong dari aliran air.

Jadi yang mempengaruhi berhasil tidaknya dalam melakukan operasipemisahan dengan alat ini adalah ;- Kecepatan aliran dan ketebalan aliran fluida.

Bila kecepatan dan ketinggian dari fluida terlalu besar maka mineralyang ada baik itu yang berat maupun mineral yang ringan dan ketebalanyang besar dari fluda akan membuat arus turbulen yang besar dan ini yangmembuat material meloncat dari riffle.

- Berat jenis material yang akan dipisahkan.Berat jenis dari material harus cukup besar karena material itu harus

dapat mengimbangi derasnya arus dengan gaya berat sehingga material ituakan dapat terhalangi oleh riffle. Bila material itu mempunyai berat jenisyang kecil, akan hanyut terbawa oleh aliran air.

- Banyaknya air/fluidaBila air yang digunakan untuk memisahkan mineral ini hanya sedikit

maka mineral itu tidak akan dapat terpisahkan atau hasilnya adalahheterogen.

- Ketinggian riffleKetinggian riffle harus sebanding dengan ketebalan aliran air, paling

tidak harus melebihi 0,5 cm dari permukaan riffle.- Panjang box

Panjang box sangat menentukan karena makin panjang akan makinbessar kemungkinan material itu unutuk tersangkut pada riffle sehinggahasilnya makin besar.

Dalam sluice box ini, macam riffle ada dua :(1) Riffle memanjang(2) Riffle melintang


Tahap-tahap dalam sluicing adalah :(1) Pemasukan umpan(2) Pencucian(3) Pengambilan konsentrat

Khusus untuk pengambilan konsentrat maka riffle diangkat ataudibuka lalu disemprot dengan air maka material yang dikehendaki itu dapatdiambil dari sluice box tersebut.

3. Humphrey spiralAlat ini terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang berfungsi

sebagai alat pemisah. Gaya-gaya yang mempengaruhi dalam pemisahandengan humphrey spiral adalah gaya sentrifugal, gaya dorong air,gayagravitasi dan gaya gesek.

Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akanmendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah sedangkan partikel yangringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yangtelah disebut di atas.

Dalam pemisahan ini “pulp” harus tetap dipertahankan agar besarnyaprosen solid sekitar 20% - 30%. Kapasitas alat ini mencapai 1 - 2ton/jam dengan umpan pada 25% - 50% solid dengan ukuran normal 20#.

7.2. MENDASARKAN PADA ALIRAN AIR VERTIKAL

JiggingJigging adalah proses pemisahan mineral yang berharga dengan

mineral tak berharga berdasarkan pada perbedaan berat jenis mineraltersebut dengan aliran fluida yang vertikal.

Dalam jigging terjadi “stratifikasi” atau perlapisan pada partikel yangakan dipisahkan. Hal ini terjadi karena partikel-partikel tersebut berbedaberat jenisnya.

Faktor-faktor yang mempengaruhi stratifikasi adalah :a. Hindered settling classification

Pada campuran material dengan cairan yang menjadi cairan“crowded” atau menjadi “pulp” akan terjadi proses pengendapan materialsetelah mengalami halangan diantara partikel-partikel itu sendiri berdasarkanbesar butir mineral. Untuk material dengan ukuran butir kecil tapimempunyai berat jenis besar akan lebih dulu mengendap demikian jugauntuk mineral besar dengan berat jenis besar juga akan mengendap lebihdulu dibandingkan dengan mineral berberat jenis ringan. Peristiwa ini terjadipada saat jig mengalami “pulsion” sehingga ada aliran air ke atas yang akanmembuat material itu tersebar atau terlempar ke arah atas.

Material yang berat jenisnya kecil akan terlempar lebih jauh daripadamineral berat jenisnya besar.


Jadi disini material yang mempunyai berat jenis besar tapi ukurannyakecil akan sama waktu mengendapnya dengan material yang besar tapimempunyai berat jenis kecil, demikian juga sebaliknya.

b. Differential accelerationDi dalam jigging, partikel bergerak selama periode percepatan dan

karena itu partikel berat akan mempunyai percepatan awal dan kecepatanjatuh lebih besar daripada partikel ringan.

c. Consolidation tricklingPada waktu akhir dari “suction”, partikel-partikel yang berukuran kecil

tapi berat jenisnya besar akan mempunyai kesempatan untuk menerobosdiantara partikel-partikel itu maupun kesempatan menerobos “jig bed”.daripada mineral ringan kecil.

Persyaratan untuk jig adalah harus ada :- pengatur stroke- pengatur underwater- pengatur umpan/konsentrat- “screen” dan “ragging” disesuaikan

Persyaratan untuk “jig bed (ragging)”- mempunyai kecepatan mengendap antara mineral berat dan ringan- tidak mudah hancur- ukuran partikel jig bed harus lebih besar dari screen

- fluktuasi ukuran butir kecil-

Fungsi dari underwater adalah :- untuk mengeliminir ruangan yang vakum pada saat suction sehingga

hisapan akibat suction agak berkurang- menambah air

Pada konsentrasi gravitasi untuk memperkirakan apakah suatu mineralakan dapat dipisahkan dengan baik atau tidak dari mineral lainnya adalahdengan cara mengetahui “criteria consentration” :

dh - dmCC =

dl - dm

Keterangan :dh = berat jenis mineral beratdl = berat jenis mineral ringandm = berat jenis media pemisah

Jika harga CC :a. 2,50 = pemisahan dapat dilakukan untuk segala ukuran


b. 1,75 = pemisahan hanya dapat dilakukan pada ukuran 65 - 100#c. 1,50 = pemisahan hanya dapat dilakukan pada ukuran 10#d. 1,00 = sulit dilakukan pemisahan

Pembagian jig berdasarkan “sieve” atau “screen” :a. Fixed sieve jig(1) Fixed sieve plunger jig

Alat yang termasuk dalam fixed sieve jig adalah Harz jig.Penggerak alat ini adalah “plunger” yang bergerak naik turun sehinggamenimbulkan “pulsion” dan “suction”. Tempat konsentrat terletak di bagianbawah sedangkan bagian atas tempat keluarnya tailing, ini semua terletak dibagian atas screen. Alat ini terbuat dari kayu atau beton, yang terdiri daribeberapa kompartemen yaitu konsentrat, middling dan tailing.

(2) Fixed-sieve air-pulsator jigContoh untuk jenis ini adalah “Baum Jig”.

Alat ini mempunyai fixed-sieve (a) yang dilalui oleh air yang terdorongkarena tekanan udara. Secara mekanis tekanan udara dikontrol oleh valve(b) menuju closed chamber (c) dan selanjutnya ke ruang bawahkompartemen sieve. Perubahan kecepatan tekanan udara pada closedchamber dikendalikan oleh perangkat mekanisme valve. Screen pengeluarandari depan yang digerakkan oleh mekanisme float (d). Material ringandikeluarkan melalui bagian atas Alat.ini digunakan dalam pencucianbatubara.

(3) Fixed sieve diaphragma jigAlat yang termasuk jenis ini adalah “Bendelari jig”. Gerakan “pulsion”

dan “suction” dihasilkan dari diaphragma yang terbuat dari karet.Diaphragma mengembang dan mengempis sehingga menimbulkan gerakanke atas. Diaphragma terletak pada bagian dalam dari alat tersebut yangdigerakkan oleh torak yang naik turun karena dihubungkan denganeksentrik. Underwater disalurkan pada bagian bawah saringan melaluisebuah klep pada saat diaphragma bergerak turun.

b. Movable sieve jigYang termasuk movable sieve jig adalah “hancock jig”. Alat ini berupa

tangki yang bentuknya “rectangular” atau kotak persegi panjang dengansieve yang bergerak dan dijalankan secara mekanik. Gerakan dari sieve tidakhanya naik turun tapi juga ke depan belakang dengan percepatan yangbesar. Konsentrat dikumpulkan pada “hutch” dari kompartemen yangpertama dan middling pada “hutch” dari kompartemen terakhir. Kapasitasnyasangat besar dari 300 - 600 ton perhari dengan mesin ukuran panjang 25 ftdan lebar 4 ft.


7.3. MENDASARKAN PADA BERAT JENIS MEDIADense medium separation adalah pemisahan material satu dengan

lainnya berdasarkan atas cairan media yang berat dan umumnya tidakbereaksi langsung dengan material yang akan dipisahkan

Ada tiga macam medium yang digunakan, yaitu :a. Larutan garam dan airb. Organic liquidc. Suspensi antara solid dan air

Dense medium separation ini dibedakan menjadi dua bagian :1. Heavy Liquid Separation (HLS)2. Heavy Media Separation (HMS)

Proses pemisahannya berdasarkan “sink” (tenggelam) dan “float”(mengapung).Tempat pemisah (alat yang digunakan) :a. Drum separatorb. Huntington heberlein sink-floatc. Wemco cone separator1. Heavy Liquid Separation (HLS)

Adalah suatu cara pemisahan yang mendasarkan pada perbedaanberat jenis mineral berat dan mineral ringan dengan menggunakan mediapemisah suatu liquid yang biasanya merupakan cairan organik.

Cairan yang sering digunakan adalah :- Tetra Bromethane C2H2Br4 SG = 2,96- Ethylene Dibromide C2H4Br2 SG = 2,17- Penta Chlorethane C2HCl5 SG = 1,68- Trichlorethylene C2HCl3 SG = 1,46- Calcium Chloride CaCl2 SG = 1,55

Keuntungan HLS adalah :(a) Peralatan yang dibutuhkan relatif kecil(b) Specific gravity dapat diperhitungkan secara tepat

(Volume1 x SG1) + (Volume2 x SG2)SG campuran= ----------------------

Volume keseluruhan

(c) Cairan dapat mudah dipisahkan dari produkta jika percobaan telahselesai.

(d) Percobaan dengan menggunakan HLS akan menghasilkan produkta yangoptimum.

Kerugian HLS adalah biaya pengolahannya relatif mahal.

Industri yang menggunakan HLS dalam produksinya adalah :


a. Lessing prosesMerupakan proses untuk memisahkan batubara dari pengotornya.

Sebagai medium pemisahnya adalah CaCl2. Biasanya batubara yangdipisahkan dengan proses ini mempunyai ukuran 60#. Hasilnya merupakanbatubara yang bersih dan ringan. Pemisahannya menggunakan elevator.

b. Bertrand prosesDalam pemisahan ini cairan yang digunakan juga CaCl2. Untuk

mengurangi pemakaian dari medium ini maka dilakukan dengan cara“counter washing system”, yaitu dengan jalan menyemprotkan cairan denganspecific gravity dari media yang bertahap, misalnya : 1,05; 1,18; 1,25; 1,40dan seterusnya ke dalam batubara yang dimasukkan ke dalam meja goyang.

Maksud disemprotkan dengan specific gravity yang berurutan adalahbila material langsung disemprotkan dengan cairan SG = 1,40 maka materialini akan menyerap cairan berat ini dan lainnya akan lebih kecil dari 1,40.Padahal cairan SG = 1,40 ini mahal harganya, lebih mahal daripada cairanSG = 1,05 sehingga proses ini akan memakan biaya yang mahal. Sekarangini cara HLS sudah tidak banyak dipakai lagi hanya digunakan di laboratoriumsaja.c. Du Pont proses

Pada Du Pont proses ini biasanya material tidak langsung dilakukanpemisahan dengan cairan tetapi dikerjakan dulu dalam suatu tempat yangmempunyai cairan dengan SG yang rendah. Hal ini dimaksudkan untukmengurangi penyerapan.

Syarat yang harus dipenuhi adalah :(1) Bijih harus dilakukan preparasi agar tidak ada yang berukuran halus.(2) Digunakan “parting liquid”, harus mempunyai kelarutan yang rendah

terhadap air.(3) Viscositas juga rendah.(4) Diharapkan mempunyai tekanan uap yang rendah, stabil dan tidak

mudah terbakar.(5) Tempat pemisahan harus tertutup untuk menghindari penguapan karena

“parting liquid” ada yang beracun.(6) Diharapkan ada sirkulasi dari “parting liquid”. Yang dipakai untuk “parting

liquid” :- starch acetate 0,01%- tannic acid

2. Heavy Media Separation (HMS)Di dalam HMS ini umpan harus diayak terlebih dulu untuk

menghilangkan bijih yang berukuran kecil dan juga menggunakan pencucian.Butir halus diayak dan slime dicuci karena partikel yang halus akan


menambah kekentalan dari medium. Selain itu suspensi yang digunakanharus dapat disirkulasikan kembali.

Suspensi ini terdiri dari :- campuran antara magnetit dengan air- ferro silikon SG = 6,7 - 6,9- galena SG = 7 dengan air

Mekanisme Heavy media separation :a. Oversize 10# masuk ke dalam cone yang berisi media dengan SG tertentu.b. Pada cone terjadi pemisahan (sink dan float). Secara terpisah float dan

sink dipompakan ke “drainage screen”.c. Material tercuci maupun material gangue disemprot dengan air agar

material itu terbebas dari media.d. Air dan media diproses kembali untuk mendapatkan SG tertentu dengan

memasukkannya ke dalam cone.e. Media yang lolos saringan dikembalikan ke cone.

grav i metri

Documents