PROSES PEMISAHAN DENGAN PERLAKUAN MEKANIKReduksi ukuran (size reduction)Pemisahan berdasarkan ukuran (sizing)Pemisahan dengan pengendapan dan sedimentasi (settling and sedimentation)Pemisahan dengan filtrasi tekanan dan vakumPemisahan dengan gaya sentrifugalFluidisasi

REDUKSI UKURAN (SIZE REDUCTION)Reduksi ukuran atau pengecilan ukuran (kominusi) merupakan tahap awal dalam proses pengolahan bahan dalam industri yang bertujuan untuk :Membebaskan/meliberasi mineral berharga dari material pengotornya.Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya.Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak dengan zat lain

Pemisahan Berdasarkan Ukuran (sizing)SizingAdalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel yang menggunakan peralatan ayakan.Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industriPenyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium

REDUKSI UKURAN(SIZE REDUCTION)Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :Peremukan/pemecahan (crushing)Penggerusan/penghalusan (grinding)

Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu :Tahap pertama / primer (primary stage)Tahap kedua / sekunder (secondary stage)Tahap ketiga / tersier (tertiary stage)

Variabel Operasi Pengecilan Ukuran (SR)

Moisture content : kandungan cairan.Di bawah 3 4 % (%berat) cairan dalam bahan, SR tidak mengalami kesulitan.Di atas 4%, bahan menjadi sticky (lengket), cenderung menyumbat mesin/alat.Di atas 50%, wet size reduction, biasanya untuk padatan halus.Reduction ratio Rasio antara diameter umpan dan diameter produk.

Mesin penghancur ukuran besar (crusher), rasio 3 s/d 7.Mesin penhancur ukuran halus (grinder), rasio s/d 100.

MESIN PENGHANCUR UKURAN BESAR (CRUSHER)JAW CRUSHER

MESIN PENGHANCUR UKURAN KECIL (GRINDER/MILL)BALL MILL

Kebutuhan Energi Dan Daya UntukReduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Energi yang dibutuhkan crusher/grinder digunakan untuk :a. Mengatasi friksi mekanisb. Menghancurkan bahan

Energi dan daya yang dibutuhkan diturunkan dari teori-teori perubahan energi dE terhadap perubahan ukuran dX dari partikel ukuran X berbanding terbalik, seperti pada persamaan dibawah ini : Dimana: dE = perubahan energy dX = perubahan ukuran C, n = konstanta yang besarnya tergantung dari jenis material dan alat

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Teori-Teori/Hukum-Hukum Untuk Menentukan Energi KominusiTeori/Hukum RittingerTeori/Hukum KicksTeori/Hukum Bond

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Teori/Hukum Rittinger Menurut Rittinger energi kominusi sebanding dengan luas permukaan baru yang terbentuk, maka, dalam penelitiannya Rittinger menentukan harga n = 2, sehingga,

dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP, maka:

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)

KR = C = konstanta Rittinger, maka :

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Teori/Hukum Kicks Dalam penelitiannya Kicks menentukan harga n = 1, maka

dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP, maka:

KK =C =konstante Kicks

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Teori/Hukum BondDalam penelitiannya Bond menentukan harga n = 1,5 , maka ;dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP, maka:

KB = 2 C, maka :

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)

Dimana : KB= konstante Bond XF = ukuran umpan 80% lolos (mm) XP = ukuran produk 80% lolos (mm)Untuk menentukan KB, Bond melakukan percobaan dengan mereduksi ukuran dari ukuran sangat besar menjadi ukuran 100 m (80% lolos), sehingga : XF = ~ dan XP = 100 m = 0,1 mm

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Energi untuk reduksi ukuran dari ukuran sangat besar (~) menjadi ukuran 100 m (80% lolos) didifinisikan sebagai indek kerja material (Ei ) (kWh/Ton), sehingga rumus Bond menjadi :

Dimana :Bila daya yang dibutuhkan P (kW) dan laju umpan T (Ton/jam), maka :

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Bila, XF dan XP dalam satuan m ( 1 mm = 1000 m ), maka : P = kW T = Ton/jam

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Bila, XF dan XP dalam satuan ft ( 1 ft = 304,8 mm ), maka :P = kW T = Ton/jam Ei = kWh/Ton

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Bila P (dalam HP), T (dalam Ton/menit) , XF dan XP dalam satuan ft (1 ft=304,8 mm), maka :

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi KuminusiContoh-1:Untuk memecah 10 Ton/jam material hematite dengan indek kerja 12,68 kWh/Ton digunakan Crusher. Ukuran umpan 3-in (76,2 mm)(80% lolos) dan ukuran produk 1/8-in(3,175 mm) 80% lolos . Hitung : a. Energi yang dibutuhkan dalam kWh/Ton b. Energi yang dibutuhkan dalam HP menit/Ton c. Daya yang dibutuhkan dalam kW d. Daya yang dibutuhkan dalam HP

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi KuminusiPenyelesaian : Ei = 12,68 kWh/TonT = 10 Ton/jamXF = 3-in = 76,2 mm = 76200 mXP = 1/8-in = 3,175 mm = 3175 ma. Energi dalam (kWh/Ton):

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusib. Energi dalam

XF = 3-in = 0,25 ft XP= 1/8-in=0,0104 ft

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Daya, P (kW) :

d. Daya, P (HP)

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Contoh-2:Untuk memecah biji logam dari ukuran umpan 50,8 mm (80% lolos) menjadi produk 6,35 mm (80% lolos) dibutuhkan daya 89,5 kW. Dengan menggunakan Persamaan Hukum Bond, berapa daya yang dibutuhkan untuk ukuran umpan yang sama, dengan ukuran produk 3,18 mm (80%lolos)?

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Penyelesaian :XF=50,8 mm=50.800 m(80% lolos) XP=6,35 mm= 6.350 m (80% lolos) P=89,5 kW

Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)Maka,

XF= 50,8 mm = 50800 m (80% lolos) XP=3,18 mm = 3180 m (80% lolos) P = ?

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium.

Umpan/Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu : Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang ayakan (oversize).Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang ayakan (undersize).

Satu ayakan tunggal hanya dapat memisahkan menjadi dua fraksi saja setiap kali pemisahan, yaitu yang lolos dari ayakan dan yang tertahan diatas ayakan.

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Neraca Massa Ayakan Neraca massa ayakan sederhana dapat digambarkan sebagai berikut : Feed (F) Produk Tertahan (D) Fraksi Undersize(XF) Fraksi Undersize(XD) Fraksi Oversize(1- XF) Fraksi Oversize(1-XD)

Produk Lolos (B) Fraksi Undersize(XB)=1 Fraksi Oversize=(1-XB)=0 Neraca Massa Keseluruhan (Overall): F = D + B ( 1 ) Neraca Massa Fraksi Undesize: F XF = D XD + B XB ( 2 )Neraca Massa Fraksi Oversize: F (1-XF) = D (1-XD) + B (1-XB) ( 3 )SCREENSCREEN

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Eliminasi dari persamaan ( 1 ) dan ( 2 ) :

Eliminasi dari persamaan ( 1 ) dan ( 3 ) :

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Efisiensi AyakanEfisiensi Ayakan didifinisikan sebagai fraksi undersize umpan (Feed) yang benar-benar lolos dibagi dengan fraksi undersize umpan(Feed) yang seharusnya lolos.Fraksi undersize umpan (Feed) yang benar-benar lolos = fraksi undersize dalam produk lolos ( B XB ). Fraksi undersize umpan (Feed) yang seharusnya lolos = F XF

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Efisiensi Ayakan

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Analisa Ayak

Cara Menyajikan Analisa Ayak

Contoh menggunakan susunan 5 ayakan dengan ukuran lobang ayakan X1, X2, X3, X4 dan X5 dalam mm atau mesh. X1 > X2 > X3 > X4 > X5

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING) Susunan peralatan analisa ayak M1 X1 = 0,297 mm = 48 mesh M2 X2 = 0,250 mm = 60 mesh M3 X3 = 0,210 mm =65 mesh M4 X4 = 0,177 mm = 80 mesh M5 X5 = 0,149 mm = 100 mesh M6 Pan M = M1 + M2 + M3 + M4 + M5 + M6

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Cara Menyajikan Tabel Analisa Ayak Dalam Ukuran mm

UkuranBerat%Berat% LolosIndividu%Lolos Kumulatif%TertahanIndividu%TertahanKumulatif+ X1M1Y1--Y1Y1-X 1+ X2M2Y2Y2Y2+Y3+Y4 +Y5+Y6Y2Y1 + Y2-X 2+ X3M3Y3Y3Y3+Y4 +Y5+Y6Y3Y1+Y2+Y3-X3 + X4M4Y4Y4Y4 +Y5+Y6Y4Y1+Y2+Y3+Y4-X4 + X5M5Y5Y5Y5+Y6Y5Y1+Y2+Y3+Y4+Y5-X5M6Y6Y6Y6--M100

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Grafik Hasil Analisa AyakGrafik %lolos kumulatif vs ukuranGrafik %tertahan kumulatif vs ukuranMisal : Y1 = 4% Y2= 8% Y3 = 15% Y4 =20% Y5=25% Y6 = 28%

Ukuranmm%LolosIndividu%Lolos Kumulatif%Tertahan Individu%TertahanKumulatif + 0,2974-44-0,297+0,250896812-0,250+0,21015881527-0,210+0,17720732047-0,177+0,14925532572 -0,1492828--

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Grafik %lolos kumulatif vs ukuran

Ukuranmm%Lolos Kumulatif + 0,297--0,297+0,25096-0,250+0,21088-0,210+0,17773-0,177+0,14953 -0,14928

Chart1

0.96

0.88

0.73

0.53

0.28

0

Y-Values

Ukuran (mm)

%Lolos Kumulatif

Sheet1

X-ValuesY-Values

0.29796%

0.2588%

0.2173%

0.17753%

0.14928%

00

PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)Grafik %tertahan kumulatif vs ukuran

Ukuranmm%TertahanKumulatif + 0,2974-0,297+0,25012-0,250+0,21027-0,210+0,17747-0,177+0,14972 -0,149-

Chart1

0.04

0.12

0.27

0.47

0.72

0

Y-Values

Ukuran (mm)

%tertahan kumulatif

Sheet1

X-ValuesY-Values

0.2974%

0.2512%

0.2127%

0.17747%

0.14972%

To resize chart data range, drag lower right corner of range.

SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZINGMaterial Hematit dengan indek kerja 12,68 kWh/Ton dengan laju umpan 100 Ton/jam direduksi ukurannya dengan Ball Mill dilanjutkan dengan pengayakan seperti pada diagram dibawah ini :Fresh Feed (FF) Feed (F) Produk Ball Mill (PB)

Recycle (R)

Produk Ayakan (PA)Ball MillAyakan

SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZINGData Hasil Analisa Ayak dari Feed (F) dan Produk Ball Mill adalah sebagai berikut :Tabel Hasil Analisa Ayak Feed Dan Produk

Ukuran(mm)Feed(%)Produk(%) + 3155 - 3 + 24515 - 2 + 12535 - 1 + 0,51025 - 0,5520

SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZINGBerapa Energi (E) dan Daya (P) yang dibutuhkan ?Hitung berapa besar Produk Ayakan (PA), Recycle (R) dan Fresh Feed (FF) bila Produk Ball Mill diayak pada ukuran lubang ayakan 2 mm dan efisiensi ayakan 75%? Klasifikasikan Feed (F), Fresh Feed (FF) dan Recycle (R) pada ukuran 3 mm ?

*