1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Dalam pengolahan mineral, terdapat operasi dasar dalam pengolahan mineral.

Operasi dasar tersebut diantaranya adalah kominusi, konsentrasi dan mineral

handling. Setelah penambangan perlu dilakukan suatu proses untuk memisahkan

mineral berharga dengan pengotornya. Proses ini berjalan secara mekanis, tanpa

mengubah sifat kimia maupun sifat fisik dari mineral.

Proses pemisahan mineral berharga dari pengotornya ini dapat dilakukan

dengan cara mereduksi ukuran mineral atau dapat disebut kominusi. Kominusi

dapat dilakukan dengan beberapa cara. Berbagai cara kominusi yang digunakan,

dipertimbangkan berdasarkan beberapa aspek, seperti energi yang digunakan,

biaya dan lain-lain. Selain kominusi, pemisahan mineral berharga dari

pengotornya dapat pula dilakukan dengan cara konsentrasi yang memanfaatkan

perbedaan sifat mineral seperti density, sifat megnetic dan sifat kelistrikan. Oleh

karena itu, akan dibahas dalam makalah ini mengenai operasi dasar dalam

pengolahan mineral.

1.2 Tujuan

Tujuan penulisan makalah ini antara lain:

1. Memenuhi persyaratan untuk mengikuti ujian tengah semester.

2. Mengetahui pengertian kominusi.

3. Mengetahui proses kominusi.

1.3 Rumusan Masalah

Rumusan masalah dalam makalah ini antara lain:

1. Apa itu kominusi?

2

2. Bagaimana proses kominusi?

1.4 Batasan Masalah

Dalam makalah ini hanya akan dibahas mengenai operasi dasar pengolahan

mineral, khususnya kominusi.

3

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Mineral

Berdasarkan komposisi alamiahnya, mineral dibagi menjadi empat, yaitu:

1. Native, logam dalam bijih berbentuk unsur Au dan Cu.

2. Sulfida. Mineral bijih dengan komposisi sulfida. Merupakan mineral

hasil persenyawaan langsung antara unsur tertentu dengan sulfur

(belerang), seperti besi, perak, tembaga, timbal, seng dan merkuri.

Beberapa dari mineral sulfida ini terdapat sebagai bahan yang

mempunyai nilai ekonomis, atau bijih, seperti pirit (FeS3), chalcocite 

(Cu2S), galena (PbS), dan sphalerit (ZnS).

3. Oksida. Terbentuk sebagai akibat perseyawaan langsung  antara oksigen

dan unsur tertentu. Mineral bijih dengan komposisi sulfat, silikat, oksida

dan karbonat. Susunannya lebih sederhana dibanding silikat. Mineral

oksida umumnya lebih keras dibanding mineral lainnya kecuali silikat.

Mereka juga lebih berat kecuali sulfida. Unsur yang paling utama dalam

oksida adalah besi, Chroom, mangan, timah dan aluminium. Beberapa

mineral oksida yang paling umum adalah es (H2O), korondum (Al2O3),

hematit (Fe2O3), kassiterit  (SnO2), H2(NiMg)SiO4 dan 2CuCO3(OH)2.

4. Komplek. Bijih dengan lebih dari satu mineral berharga. Bijih sulfida,

gelena, kalkopirit dan sfalerit. Bijih kompleks sulfida Pb, Cu dan Zn.

Ada pula mineral fuel dan mineral industri (non metallic). Mineral fuel

adalah bahan galian untuk sumber energi seperti batu bara dan minyak bumi.

Sedangkan mineral industri (non metallic) adalah bahan galian yang

dimanfaatkan dari sifat fisik, kekuatan kehalusan dan keindahan.

2.2 Kominusi

4

Gambar 1. Diagram Operasi Kominusi Untuk Pengecilan Ukuran Bijih

Penjelasan singkat mengenai diagram operasi di atas adalah Jaw Crusher

menerima umpan dari  overflow-nya Grizzly Feeder dan oversize dari Screen 1.

Operasi Screen 1 akan memisah ukuran bijih berdasarkan besar ukuran umpan

yang dapat diterima oleh Cone Crusher. Jadi fungsi Screen 1 adalah untuk

memastikan bahwa ukuran produk Jaw Crusher dapat diterima dan yang masuk ke

cone crusher.

Cone Crusher menerima umpan  yang merupakan underflow-nya grizzly

feeder, under flow-nya screen 1, dan overflow-nya screen 2.  Fungsi sreen 2

adalah untuk mengeluarkan ukuran bijih yang lebih besar dari kemampuan Ball

Mill.  Sehingga yang masuk ke Ball Mill hanya bijih berukuran yang sesuai

dengan kemampuan Ball Mill.

Ball Mill menerima umpan yang merupakan underflow-nya screen 2  dan

undersize yang merupakan underflow-nya classifier. Produk operasi Ball Mill

masuk dalam classifier untuk dipisah berdasarkan ukuran.  Classifier membagi

produk ball mill menjadi dua bagian yaitu underflow dan overflow. Overflow

classifier merupakan bijih dengan ukuran yang sudah sesuai dengan target operasi

5

kominisi dan siap untuk dipasah bedasarkan sifat-sifat fisiknya. Sedangkan

underflow merupakan produk ball mill yang terdiri dari bijih berukuran kasar

yang belum siap untuk dipisiah. Bijih dari Underflow langsung masuk lagi ke

dalam ball mill.

Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi

bijih. Proses meliberasi bijih adalah proses melepaskan bijih tersebut dari

ikatannya yang merupakan mineral gangue dengan menggunakan crusher

atau grinding mill. Kominusi terbagi dalam tiga tahap, yaitu primary

crushing, secondary crushing dan tertiary crushing.

1. Primary Crushing

Tahap penghancuran yang pertama, dimana umpan berupa bongkahan-

bongkahan besar berukuran ± 84 x 60 inchi dan produk yang dihasilkan

berukuran 4 inchi. Beberapa alat yang digunakan pada primary crushing

antara lain :

a. Jaw Crusher

6

Gambar 2. Jaw Crusher

Faktor-faktor yang mempengaruhi efisiensi jaw crusher :

1. Lebar lubang bukaan.

2. Variasi dari throw.

3. Kecepatan.

4. Ukuran umpan.

5. Reduction ratio (RR). Reduction ratio merupakan perbandingan ukuran

umpan dengan ukuran produk. Reduction ratio yang baik untuk ukuran

primary crushing adalah 4 – 7, secondary crushing adalah 14 – 20 dan

fine crushing (mill) adalah 50 -100. Terdapat empat macam reduction

ratio, yaitu :

a. Limiting Reduction Ratio

Limiting reduction ratio yaitu perbandingan antara tebal/lebar umpan

dengan tebal/lebar produk. Persamaannya adalah sebagai berikut:

LRR= tFtP

=wF℘

Keterangan :

tF = tebal umpan

tP = tebal produk

wF = lebar umpan

wP = lebar produk

b. Working Reduction Ratio

Working reduction ratio yaitu erbandingan antara tebal partikel umpan

(tF) yang terbesar dengan efective set (Se) dari crusher. Persamaannya

adalah sebagai berikut:

7

WRR= tFSe

Keterangan :

tF = tebal partikel umpan

Se = efective set

c. Apperent Reduction Ratio

Apperent reduction ratio adalah perbandingan antara effective gate

(G) dengan effective set (So). Persamaannya adalah sebagai berikut:

ARR=0,85GSo

Keterangan :

G = effective gate

So = effective set

d. Reduction Ratio 80 (R80)

R80 adalah perbandingan lubang ayakan umpan dengan lubang

ayakan produk pada kumulatif 80%.

6. Kapasitas yang dipengaruhi oleh jumlah umpan per jam dan berat jenis

umpan.

Jaw crusher mempunyai dua jaw, yaitu yang dapat digerakkan (swing jaw)

dan yang tidak bergerak (fixed jaw). Berdasarkan porosnya jaw crusher

terbagi dalam dua macam :

1. Sistem Blake memiliki ciri-ciri titik engsel di atas, bagian bawah bergerak

mundur maju. Pemecah menurut sistem Blake paling banyak dipakai

8

karena tidak mempunyai keburukan seperti Dodge. Keburukan sistem

Blake hasil olahan kurang rata. Agar mulut kedua rahang tidak mudah

rusak, biasanya dilapisi dengan plat baja yang dikeraskan dan mudah

diganti. Pada bidang penekan dari plat baja itu dibentuk rusuk-rusuk

bergerigi untuk mempercepat proses pemecahannya. Ukuran produk pada

blake jaw lebih heterogen dibandingkan dengan dodge jaw yang relatif

seragam. Karena pada blake jaw porosnya terletak diatas, sehingga gaya

yang terbesar mengenai partikel yang terkecil.

2.  Sistem Dodge memiliki ciri-ciri titik engsel di bawah, bagian atas

bergerak mundur maju. Kelebihan pemecah menurut sistem dodge ialah

pada titik engselnya terletak dibagian bawah. Pada waktu pemecahan

berlangsung lubang pembuang hanya sedikit terbuka sehingga terlihat

seolah-olah tetap, oleh karena itu hasil olahannya akan lebih rata.

Keburukan sistem dodge ialah lubang pembuang itu mudah tersumbat.

Pada dodge jaw porosnya di bawah sehingga gaya yang terbesar mengenai

partikel yang terbesar sehingga gaya mekanis dari dodge jaw lebih besar

dibandingkan dengan blake jaw. Kapasitas Dodge Jaw jauh lebih kecil dari

Blake Jaw pada ukuran yang sama. Pada Dodge Jaw sering terjadi

penyumbatan.

Berikut ini adalah bagian-bagian pada jaw crusher:

1. Setting Block merupakan bagian dari jaw crusher untuk mengatur lubang

ukuran sesuai dengan yang diinginkan. Bila setting block dimajukan, maka

jarak antara fixed jaw dengan swing jaw akan menjadi lebih pendek atau

lebih dekat dan bila setting block dimundurkan, maka jarak antara fixed

jaw dengan swing jaw akan menjadi lebih jauh.

2. Toggle merupakan bagian dari jaw crusher yang berfungsi untuk

mengubah gerakan naik turun menjadi maju mundur.

3. Pitman merupakan bagian dari jaw crusher berfungsi untuk merubah

gerakan berputar dari maju mundur menjadi gerakan naik turun.

9

4. Swing Jaw merupakan bagian dari jaw crusher yang dapat bergerak akibat

gerakan atau dorongan toggle.

5. Fixed Jaw merupakan bagian dari jaw crusher yang tidak bergerak (diam).

6. Mouth merupakan bagian mulut jaw crusher yang berfungsi sebagai

lubang penerimaan umpan.

7. Throat merupakan bagian paling bawah yang berfungsi sebagai lubang

pengeluaran.

8. Gate, yaitu jarak mendatar pada mouth.

9. Set, yaitu jarak mendatar pada throat.

10. Closed Setting, yaitu jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat

swing jaw ekstrim ke depan.

11. Open Setting, yaitu jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat

swing jaw ekstrim ke belakang.

12. Throw, yaitu selisih jarak pelemparan antara open setting dengan close

setting.

13. Nip Angle, yaitu sudut yang dibentuk dengan garis singgung yang dibuat

melalui titik singgung antara jaw dengan batuan.

Kapasitas jaw crusher dipengaruhi oleh :

1. Keliatan material.

2. Gravitasi.

3. Kandungan air (kelembaban).

4. Kekerasan material.

5.

Menurut Taggart, kapasitas jaw crusher dapat dinyatakan dalam suatu

rumus empiris :

T = 0,6 LS

10

Keterangan :

T = kapasitas (ton/jam)

L = panjang dari lubang penerimaan

S = lebar dari lubang pengeluaran

b. Gyratory Crusher

Gambar 3. Gyratory Crusher

Gyratory crusher mempunyai kapasitas yang lebih besar jika dibandingkan

dengan jaw crusher. Gyratory crusher konsep dasarnya mirip dengan jaw crusher,

terdiri dari permukaan cekung dan kepala kerucut; kedua permukaan biasanya

dilapisi dengan permukaan baja mangan. Kerucut bagian dalam memiliki gerakan

melingkar sedikit, tetapi tidak memutar, gerakan ini dihasilkan oleh eccentric

assemblyGerakan dari gyratory crusher ini berputar dan bergoyang, sehingga

proses penghancuran berjalan terus menerus tanpa selang waktu. Berbeda dengan

jaw crusher yang proses penghancurannya tidak continue, yaitu pada waktu swing

jaw bergerak ke belakang sehingga ada material-material yang tidak mengalami

penggerusan.. Seperti jaw crusher, feed bergerak ke bawah antara dua permukaan

makin kebawah ukuran akan semakan hancur sampai cukup kecil untuk jatuh

keluar melalui celah antara dua permukaan.

11

Sebuah grytory crusher adalah salah satu jenis crusher primer dalam

tambang bijih atau pabrik pengolahan.. Penghancuran oleh gyratory crusher

disebabkan oleh penutupan secara berjenjang celah antara mainshaft assembly

(bergerak) dipasang vertikal pada poros pusat dan shell assembly (tetap) dipasang

pada bingkai utama crusher. Kesenjangan dibuka dan ditutup diatur oleh eccentric

essembly pada bagian bawah spindle yang menyebabkan poros pusat bergerak.

Poros vertikal bebas berputar mengelilingi porosnya. Mesin ini memiliki rahang

bundar (circular jaw).Sebuah crushing head yang berbentuk kerucut berputar di

dalam sebuah funnel shaped casing yang membuka ke atas. Crushing head

tersebut berfungsi memcahkan umpan yang masuk. Gyratory crusher dapat

digunakan untuk penghancuran primer atau sekunder.

Oleh Taggart, kapasitas gyratory dihitung dengan rumus:

T = 0,75So (L - G)

Keterangan :

T = kapasitas (ton/jam)

G = gape (inch)

So = open set (inch)

Faktor yang mempengaruhi kapasitas gyratory crusher :

1. Permukaan concave dan crushing head terhadap umpan akan

mempengaruhi gesekan antara material dengan bagian pemecah (concave

dan head).

2. Sifat alamiah material yang dihancurkan, seperti kekerasan, keliatan

dan kerapuhan.

12

3. Kandungan air, seting, putaran dan gape.

Perbedaan antara gyratory dan jaw crusher adalah pemasukan umpan, jaw

crusher pemasukannya tidak kontinyu sedangkan gyratory kontinyu.

Gyratory alatnya lebih besar dan bagian-bagiannya tidak mudah dilepas.

Kapasitas gyratory lebih besar dari jaw crusher, karena pemasukan umpan

dapat kontinyu dan penghancurannya merata. Pemecahan pada jaw crusher

lebih banyak tekanan, tetapi pada gyratory crusher gaya geseknya lebih

besar walaupun ada gaya tekannya. Pada gyratory jika kecepatan

berputarnya besar, maka produk yang dihasilkan relatif kecil.

c. Impact Crusher

Mesin ini mengunakan impact (benturan) sebagai mekanisme

peremukannya. Alat ini juga ringkas dan mempunyai rasio yang cukup

besar yaitu : 7 : 1 hingga 10 : 1. Tipenya ada berbagai macam. Mesin ini

banyak disukai karena dapat menghasilkan produk yang relative

ideal,sehingga memudahkan pengangkutan dan pemakaian.

2.Secondary Crushing

Secondary crushing merupakan tahap penghancuran kelanjutan dari

primary crushing, umpan berukuran <6 inchi dan produk yang dihasilkan

berukuran 0.5 inchi. Beberapa alat untuk secondary crushing antara lain jaw

crusher (kecil), gyratory crusher (kecil) dan cone crusher.

a. Cone Crusher

13

Gambar 4. Cone Crusher

Cone crusher merupakan alat pada secondary crusher yang

penggunaannya lebih ekonomis. Cone crusher hampir sama dengan gyratory

crusher, perbedaannya terletak pada Crushing surface terluar bekerja

sedemikian rupa sehingga luas lubang pengeluaran dapat bertambah. Crushing

surface terluar bagian atasnya dapat diangkat sehingga material yang tidak

dapat dihancurkan dapat dikeluarkan.

Macam-macam cone crusher :

1) Simon Cone Crusher

14

Gambar 5.. Simon Cone Crusher

Alat ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu standart crusher type, yaitu untuk

mereduksi umpan yang berukuran kasar dan short head crusher type, yaitu

untuk mereduksi umpan berukuran halus.

Crushing head dari alat ini berbentuk bulat (sphere) yang terbuat dari baja

dengan cutter shell bergerak naik turun. Dalan cone crusher crushing head

adalah rata dan perbandingan antara tinggi dengan diameternya 1 : 3. Umpan

dari cone crusher harus dalam keadaan kering karena jika basah akan

mengakibatkan choking.

b. Hammer mill

Gambar 6. Hammer Mill

Hammer mill dipakai dalam secondary crusher untuk memperkecil produk

dari primary crushing dengan ukuran umpan yang diperbolehkan adalah <1

inch. Alat ini merupakan satu-satunya alat yang berbeda cara

penghancurannya dibandingkan alat secondary crushing lainnya. Pada

hammer mill proses penghancuran menggunakan shearing stress, sedangkan

pada secondary crushing lainnya menggunakan compressive stress.

15

c. Roll Crusher

Gambar 7. Roll Crusher

Cara pengerjaan pemecahan pada pemecah putar berdasarkan tekanan dan

gesekan. Bahan olahan dilewatkan diantara dua buah roda yg berputar dgn

arah yang berlawanan. Biasanya pemasangan salah satu dari kedua roda itu

tetap, sedangkan yang satunya lagi dapat bergerak maju mundur karena.

ditahan oleh pegas skrup baja. Bila kecepatan putar kedua roda itu sama, maka

bahan olahan hanya dilinyak atau dipecahkan. Sedangkan bila kecepatan putar

kedua roda itu tidak sama, umpan (feed) selain dipecahkan juga dipuntir.

Fungsi penggunaan pegas ulir ialah untuk menjaga supaya roda putar dapat

kembali, jika sewaktu-waktu mundur atau merenggang dari roda putar yang

lain. Hal ini dapat terjadi jika ada umpan yang keras dan tidak dapat

dipecahkan masuk diantara kedua roda putar. Sehingga tidak terjadi kerusakan

pada bagian-bagian mesin pemecah tersebut.

Roll crusher terdiri dari dua silinder baja dan masing-masing dihubungkan

pada as (poros) sendiri-sendiri. Silinder ini hanya satu saja yang berputar dan

lainnya diam, tapi karena adanya material yang masuk dan pengaruh silinder

lainnya maka silinder ini ikut berputar juga. Putaran masing-masing silinder

tersebut berlawanan arah sehingga material yang ada diatas roll akan terjepit

dan hancur.

16

Bentuk dari roll crusher ada dua macam, yaitu :

1. Rigid Roll

Rigid roll pada porosnya tidak dilengkapi dengan pegas, sehingga

kemungkinan patah pada poros sangat besar. Roll yang berputar hanya

satu saja, tapi ada juga yang keduanya berputar.

2. Spring Roll

Spring roll dilengkapi dengan pegas sehingga kemungkinan

porosnya patah sangat kecil sekali. Dengan adanya pegas maka roll dapat

mundur dengan sendirinya bila ada material yang sangat keras, sehingga

tidak dapat dihancurkan dan material itu akan jatuh. Jika resultan arahnya

ke bawah maka material akan dapat dihancurkan karena terjepit oleh roll.

Penghancuran material tidak hanya dilakukan oleh permukaan roll

tetapi juga dapat sesama material free crushing (material yang masuk

langsung dihancurkan oleh roll). Kecepatan crushing tergantung pada

kecepatan pemberian umpan (feedrate) dan macam reduksi yang

diinginkan.

3. Tertiary Crushing

Tertiary Crushing dilakukan untuk mendapatkan ukuran batuan

yang lebih halus, sehingga derajat leberasi mineral dapat lebih tinggi. Hal

ini dilakukan apabila dipandang perlu untuk mengolah mineral dengan

proses konsentrasi, dimana dibutuhkan butiran mineral dengan ukuran

yang halus. Tertiary crushing umunya dilakukan dengan menggunakan

alat giling (mill), yaitu silinder dari baja yang didalamnya diisi media

17

grinding, dan apabila silinder diputar pada as-nya akan terjadi grinding

action.

Pada crushing penghancurannya disebabkan oleh gaya tekan

(impact) dipakai untuk material yang kasar, sedangkan grinding

penghancurannya oleh gaya gesekan (rubbing) dan biasanya dipakai untuk

material yang halus (maksimum 6 mesh).

Pada mulanya grinding menunjukkan cara penghancuran dimana

suatu benda berat meluncur atau menggeludung diatas benda lain,

sedangkan benda yang akan dihancurkan berada diantaranya. Alat yang

melakukan grinding media yang bersama-sama batuan yang akan

dihancurkan dibuat jungkir balik (tumble) didalam silinder yang berputar

yang disebut tumbling mill atau revolving Mill.

Beberapa alat yang digunakan pada tertiary crushing antara lain:

a. Tumbling Mill

Gambar 8. Tumbling Mill

Tumbling mill atau revolving mill terdiri dari satu shell berbentuk

silinder yang pada dinding dalamnya dilapisi dengan liner (pelapis) dan

dimuati grinding media, kemudian diputar pada as-nya yang horizontal.

18

Shell silinder dibuat dari plat baja, pelapis liner yang dapat diganti-

ganti dibuat dari baja atau alloy, sedangkan media grinding terdiri dari

bola-bola baja, bola kramik atau batuan yang relative bulat atau batang-

batang baja. Jika shell silinder yang berisi bola-bola baja dan yang

berputar pada as-nya kedalamnya dimasukkan batuan yang akan

dihancurkan melalui lubang pemasukan pada salah satu ujung silinder,

maka produknya keluar melalui lubang pengeluaran pada ujung yang lain.

Kecepatan perputaran shell silinder dibuat sedemikian rupa, sehingga bola-

bola baja terangkut pada dinding silinder dan kemudian jatuh bebas

menimpa material yang ada didalam shell silinder.

Karena perputaran shell silinder, maka grinding media

mengadakan gerakan antara lain:

1. Berputar menurut sumbunya yang sejajar dengan sumbu shell silinder.

2. Cataracting action, jatuh bebas menurut arah parabola dan menimpa

material yang ada dibawahnya.

3. Cascading action, menggelundung (berguling) ke bawah.

Perputaran shell silinder dan gerakan grinding media mengakibatkan tenaga

tumbukan dan menggiling yang akan menghancurkan partikel yang ada dalam

tumbling mill.

Proses penggerusan (grinding) dapat dilakukan dalam keadaan kering atau

basah. Partikel-partikel yang sudah halus dapat keluar dari shell silinder secara

overflow (overflow discharge mill) atau melalui grade, yaitu plat yang

berlubang-lubang pada ujung pengeluaran (grade discharge mill).

Kalsifikasi Tumbling mill ini dilakukan berdasrkan grinding media,

perbandingan ukuran shell silinder dan metoda pengeluaran (discharge).

b. Ball Mill

19

Gambar 9. Ball Mill

Ball Mill adalah tumbling mill yang mempunyai ukuran panjang kira-kira

sama dengan diameternya dan berisi grinding media berupa bola-bola baja

atau alloy. Bentuknya dapat berupa silinder disebut cylindrical. Feed (umpan)

untuk ball mill dapat berukuran 3 inci (max) dan digiling sampai menjadi 50

mesh (0,29 mm). Jika feed (umpan) makin kecil, maka produknya dapat lebih

halus lagi (200 mesh = 0,074 mm).

Ball Mill atau berbentuk cone disebut conical ball mill. Posisi grinding

media pada cylindrical ball mill terbagi rata sepanjang shell, sedangkan pada

conical ball mill terbagi menurut bola-bola baja yang sama dengan diameter

shell. Jadi, bola-bola baja yang besar berada pada diameter shell yang besar

untuk menghancurkan partikel besar, sedang bola-bola baja yang kecil (sudah

aus) berada pada cone section dekat ujung pengeluaran untuk menghancurkan

partikel yang sudah halus.

Dalam operasi ball mill kecepatan perputan shell silinder harus dibuat

setinggi mungkin, tetapi dihindarkan agar muatanya (grinding media dan

batuan) tidak ikut berputar bersama shell silinder.

c. Rod Mill

20

Gambar 10. Rod mill

Bentuk rod mill hampir sama dengan ball mill, berbentuk shell silinder

dengan ukuran panjangnya lebih besar dari diameternya (1 1/3 – 3 kali),

dengan media grinding berupa batang-batang baja (stel rod) pengganti bola-

bola baja.

d. Tube Mill

Gambar 11. Tube Mill

Tube mill lebih mirip ball Mill yang panjangnya dan diameternya relative

lebih kecil, ukuran standar 5 ft.6 (diameter) dan 22 ft. (panjang). Media

grinding biasanya dipakai pebbles (bola-bola keramik) atau bola-bola besi.

ball mill clasifier circuit.

21

Pada pemakaian Ball Mill di pabrik pengolahan biasanya dirangkaikan

secara tertutup dengan alat classifier. Alat clasifier ini akan

mengkalsifikasikan produk hasil giling alat mill menjadi 2 bagian, yaitu

underflow (yang kasar) dan overflow (yang halus). Underflow partikel yang

masih kasar dikembalikan ke dalam ball mill untuk digiling kembali,

sedangkan overflow partikel yang sudah memenuhi ukuran kehalusan yang

diinginkan, dialirkan ke proses selanjutnya. Material dikembalikan ke dalam

ball mill disebut juga dengan circulating load, sedangkan perbandingan berat

antara material yang dikembalikan dengan umpan (feed) yang baru masuk

kedalam mill disebut circulating load ratio.

Cara kerja dari penggiling peluru ini adalah sebagai berikut. Bila teromol

penggiling berputar, tembereng-tembereng dan ayakannya akan ikut berputar

bersama-sama menurut sumbu mendatar. Bahan giling dimasukkan dari

bagian atas sehingga bercampur dengan peluru-peluru. Bahan giling yang

sudah halus akan keluar dari lubang yang pengeluaran setelah melewati

tembereng-tembereng dan ayakan yang berbentuk teromol. Penggiling peluru

biasanya dipakai untuk menggiling tanah liat, tepung Thomas, tulang, arang

kayu, bahan cat, pelapis kaca, kwarsa, dan sebagainya. Ukuran butir bahan

giling diantara 20-50 mm, dan ukuran butir hasil giling kira-kira 0,25 mm.

2.3 Pengolahan Mineral

1. Memisahkan mineral berharga dari mineral tidak berharga.

2. Prinsip pemisahan berdasarkan perbedaan sifat fisik mineral.

3. Metode pemisahan mineral secara mekanik.

4. Bijih, umpan, menjadi konsentrat dan tailing.

Tujuan Teknis

1. Menyediakan produk (konsentrat) sesuai dengan keperluan atau

permintaan, dikonsentrasi, diolah atau diekstrak, kemudian dijual.

2. Kadar mineral berharga lebih besar dari minimum.

3. Kadar air lebih kecil dari maksimum.

22

4. Ukuran partikel lebih besar dari minimum.

5. Gangue mineral lebih kecil dari maksimum.

Tujuan Ekonomis

1. Mendapatkan keuntungan.

2. Mengambil semua mineral berharga.

3. Produksi sebesar-besarnya.

4. Kehilangan mineral berharga sekecil mungkin.

Operasi dasar pengolahan mineral

1. Kominusi

Mengecilkan ukuran partikel sesuai dengan kebutuhan.

Meliberasi atau membebaskan ikatan antara mineral.

Mengekspos permukaan mineral.

Menyiapkan ukuran sesuai keinginan.

Tahapan crushing dan grinding.

2. Konsentrasi

Pemisahan mineral berharga dan mineral tidak berharga.

Sifat yang digunakan berupa density, listrik, magnet dan permukaan.

Metode gravity separation, electro separation, magnetig separation

dan flotation.

3. Mineral Handling

Transfer mineral.

Transfer air.

Belt conveyor, truck, lorry dan pipa.

Stock yard dan gudang.

Parameter operasi pengolahan

1. Recovery

Recovery = massa mineral berharga dalam konsentrat × 100%

23

massa mineral berharga dalam umpan

Recovery = K.k x 100%

F.f

R=k ( f −t )f (k−t )

x 100 %

3. Kadar

Kadar=massa mineral ber hargamassa konsentrat

x100 %

3. Nisbah Konsentrasi

Nisbah konsentrasi= massa umpanmassa konsentrat

Nisbahkonsentrasi=(k−t )( f −t )

Kominusi

24

1. Pengecilan ukuran dengan peremukan dan atau penggerusan.

2. Membebaskan mineral berharga dari gangue.

3. Menyiapkan ukuran umpan sesuai dengan ukuran operasi konsentrasi.

4. Mengekspos permukaan mineral berharga. Untuk proses hidrometalurgi

tidak perlu bebas dari gangue.

5. Memenuhi keinginan konsumen.

Gaya pada kominusi

1. Kompresi : energi yang digunakan hanya pada sebagian lokasi. gaya tekan.

Peremukan dilakukan dengan memberi gaya tekan pada bijih.

Peremukannya dilakukan diantara dua permukaan plat. Gaya diberikan oleh

satu atau kedua permukaan plat.  Pada Kompresi, energi yang digunakan

hanya pada sebagian lokasi, bekerja pada sebagian tempat. Terjadi ketika

Energi yang digunakan hanya cukup untuk membebani daerah yang kecil

dan menimbulkan titik awal peremukan. Alat yang dapat menerapkan gaya

compression ini adalah: Jaw crusher, gyratory crusher dan roll crusher.

2. Impact : energi yang digunakan berlebihan, bekerja pada seluruh bagian,

gaya banting. Peremukan terjadi akibat adany gaya impak yang bekerja

pada bijih. Bijih yang dibanting pada benda keras atau benda keras yang

memukul bijih. Gaya impak adalah gaya compression yang bekerja dengan

kecepatan sangat tinggi. Dengan gaya Impact,  energi yang digunakan

berlebihan, berkerja pada seluruh bagian. Terjadi ketika energi yang

digunakan berlebih dari yang dibutuhkan untuk peremukan. Banyak daerah

yang menerima beban berlebih. Alat yang mampu memberikan gaya impak

pada bijih adalah impactor, hummer mill

3. Abrasi : gaya yang bekerja pada daerah yang sempit (permukaan atau

terlokalisasi). Peremukan atau pengecilan ukuran akibat adanya gaya abrasi

atau kikisan. Peremukan dengan Abrasi , Gaya hanya bekerja pada daerah

yang sempit (dipermukaan) atau terlokalisasi.  Terjadi ketika energi yang

25

digunakan cukup kecil, tidak cukup untuk memecah/meremuk bijih. Alat

yang dapat memberikan gaya abrasi terhadap bijih adalah ballmill, rod mill.

Gambar 12. Gaya Dan Distribusi Ukuran

Gaya Alat Produk Sifat gaya Metode

Kompres

i

Jaw crusher,

roll crusher,

gyratory

crusher

Selang ukuran

sangat sempit

Pembebanan

relatif lambat

Bijih ditekan di

antara dua benda

Impact Hummer mill,

impactor

Selang ukuran

sangat lebar

Pembebanan

relatif cepat

Bijih

dibentur,dibanting,

dipukul oleh atau

pada benda keras

Abrasi

(attrition)

Ball mill, rod

mill

Sangat halus Pembebanan

relatif lambat

Bijih terkikis,

digesek pada

bagian permukaan

Tabel 1. Perbandingan gaya pada kominusi

26

Umpan

Sifat Ukuran

Kompresi Keras 1 cm-1m

Impact Keras 1 m

Abrasi

(attrition)

Lunak-keras 1 cm-2 cm

Tabel 2. Perbandingan umpan pada gaya dalam kominusi

Reduction Ratio

1. Rasio ukuran awal umpan terhadap produk.

2. Reduction ratio berpengaruh terhadap kapasitas produksi dan energi

produksi.

3. Reduction ratio crushing.

Limitting Reduction Ratio (LRR) = Øfeed

Øproduk

Keterangan :

Øfeed : ukuran terbesar umpan

Øproduk : ukuran terbesar produk

Øfeed 80% = 2 cm, artinya diameter umpan rata-rata 2 cm lolos pada

ayakan 2 cm sebesar 80%.

Rr 80 = Ø F.80%

Ø P.50%

Rr 80 = Ø F.50%

Ø P.50%

27

Rr max ¿ Ø F .80 %Ø P .50 %

=0,85 Gape0,5

Energi Kominusi

∫1

2

dE=−k∫1

21dn dd

∆ E=E2−E1=Pm

Hukum Rittinger (1867) menyatakan bahwa kerja yang diperlukan untuk

memecah partikel sebanding dengan luas permukaan yang terbentuk.

Hukum ini pada dasarnya sama dengan pendekatan teoritis diatas, dengan

anggapan µn tetap, dan untuk mesin dan padatan tertentu, µn tidak

tergantung pada ukuran umpan maupun produk. Jika sphericity umpan dan

produk sama, dan efisiensi mekanis, µm, konstan

n = 2 (Rittinger’s law)

E=Kr( 1d2

−1d1

)

Hukum Kick (1885) menyatakan bahwa kerja diferensial yang diperlukan

untuk memecah partikel padatan hampir mirip dengan kerja yang

28

dibutuhkan untuk deformasi plastik, yaitu sebanding dengan rasio ukuran

partikel sesudah pecah.

n = 1 (Kick’s law)

E=Kk lnd1

d2

Hukum bond (1952) sejauh ini merupakan pendekatan yang paling

realistik untuk perkiraan energi untuk crushing dan grinding.

n = 1,5 (Bond’s law)

E=Kb( 1

√d2

−1

√d1)

Work index adalah total energi yang dibutuhkan dalam Kwh/ton feed

untuk mengecilkan ukuran bijih yang sangat besarmenjadi produk yang

80% dari produknya lulus screen berukuran 100 mikron.

E=Kb( 1

√d2

−1

√d1)

Pm

=Kb( 1

√d2

−1

√d1)

P1

=Kb( 1

√100− 1

√0 )

29

wi=Kb( 1

√100 )

wi= Kb10

P=10.m .Wi ( 1

√d2

−1

√d1)

Keterangan :

E = energi yang dibutuhkan untuk mengecilkan bijih (Kwh/ton)

d1 = ukuran bijih awal (mm)

d = ukuran produk (mm)

k = konstanta

P = power yang dibutuhkan (kWatt)

m = laju pengumpan (ton/jam)

Material Work Index

Bauxite 8,78

Cement clinker 13,45

Cement raw material 10,51

Clay 6,3

Coal 13

Coke 15,13

Granite 15,13

30

Gravel 16,06

Gypsum rock 6,73

Iron ore (hematite) 12,84

Limestone 12,74

Phosphate rock 9,92

Quartz 13,57

Shale 15,87

Slate 14,3

Trap rock 19,32

Tabel 3. Daftar work index beberapa material

Kominusi

1. Regular closed circuit

BE = beban edar

E = efisiensi

CR = circulating ratio

CR = 100.BEF

a = persen under size di umpan ayakan

Efisiensi operasi screen

Ef =banyak undersize dalam produkbanyak undersizedalam umpan

x100 %

Under size dalam umpan screen

uder ¿umpan screen=(F+ CR . F100 )( a

100 )

Under size dalam produk = P

31

E f = P

(F+CR . F100 )( a

100 )

CR= 106

Ef .a−100

2. Reverse closed circuit

a = persen under size di umpan

b = persen under size di crusher

Efisiensi operasi screen

Ef = banyak under ¿umpanbanyak under ¿ produk crusher

x100 %

Under size dalam umpan screen

under ¿umpan screen=F ( a100 )+(CR . F

100b

100 )

Under size dalam produk = P

Ef = P

F( a100 )+(CR . F

100b

100 )

32

CR=( 106

Ef−100 a)+ 1

b

Grinding

1. Tahap lanjut dari crushing.

2. Ukuran produk terlalu besar, liberasi rendah.

3. Basah, kadar air >10%.

4. Kering, kadar air <1%.

Proses basah lebih sederhana daripada proses kering, memerlukan ruang

yang lebih kecil daripada proses kering. Proses kering lebih kompleks,

perlu tempat lebih luas. Pada grinding kering, media gerus cepat aus,

umpan dengan kadar air >2% harus dikeringkan (perlu pengering).

Sedangkan pada grinding basah tidak perlu pengering.

Jenis mill:

1) Ball mill

LD

=1

Media gerus : bola pejal

2) Rod mill

LD

≫1

Media gerus :batang pejal

3) Tube mill

L≫D

Media gerus : bola pejal

Dibatasi oleh screening, terdapat 2/3/4 kompartemen.

33

4) Autogeneous mill

L≪D

Media gerus : bijih

Pengeluaran produk

1. Trunnion discharge

2. End peripheral discharge

3. Center periperhal discharge

34

Fungsi liner grinding mill :

1. Melindungi dinding tabung atau mill.

2. Sebagai anvil, penahan media gerus yang jatuh.

3. Sebagai pembawa media ke tempat yang lebih tinggi. Liner tidak boleh

licin, harus kasar.

Bahan liner :

1. Material harus tahan aus.

2. Ringan.

3. Baja keras, karet keras, bijih.

4. Tidak mudah kotor.

Ukuran liner

1. Material harus mudah dibongkar.

Mekanisme grinding oleh media

Menggelincir (cascade)

1. Terjadi pada kecepatan putaran rendah.

2. Bola media naik, lalu turun menggelincir di atas media atau bola

yang naik.

3. Penggerusan terjadi oleh gaya kikisan dan konpresi.

4. Kikisan akibat adanya bola media menggelinding.

35

5. Kompresi akibat gaya berat yang diterima dari media bola untuk

material bagian bawah.

6. Produk yang dihasilkan halus.

Jatuh bebas (cataract)

1. Terjadi pada putaran tinggi.

2. Penggerusan terjadi oleh gaya impactdan kompresi.

3. Impact akibat bola media yang jatuh bebas.

4. Kompresi akibat gaya berat yang diterima dari media bola untuk

material bagian bawah.

5. Produk yang dihasilkan kasar.

Grinding speed

nc=1

2 π √ 9R−r

critical speed∈rpm=29,9

√r

Keterangan :

R = jari-jari mill

r = jari-jari media gerus

critical speed = kecepatan dimana bola posisinya akan jatuh

Q

D1

H R1

36

% charge=(81−HR1

)61,7

% charge=(81−2 Q−D1

D1)61,7

BAB III

KESIMPULAN

Kesimpulan dari makalah ini antara lain:

1. Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi

bijih.

2. Kominusi terbagi dalam 3 tahap, yaitu :

Primary crushing. Tahap penghancuran yang pertama, dimana

umpan berupa bongkah-bongkah besar yang berukuran ± 84 x 60

inchi dan produkta berukuran 4 inchi. Alat-alat yang digunakan

pada tahap ini adalah jaw crusher dan gyratory crusher.

Secondary crushing. Merupakan tahap penghancuran kelanjutan

dari primary crushing, dimana umpan berukuran lebih kecil dari 6

inchi produk berukuran 0.5 inchi. Beberapa alat untuk secondary

crushing antara lain jaw crusher (kecil), gyratory crusher (kecil)

dan cone crusher.

Tertiary crushing. Hal ini dilakukan apabila dipandang perlu untuk

mengolah mineral dengan proses konsentrasi, dimana dibutuhkan

butiran mineral dengan ukuran yang halus. Tertiary crushing

umunya dilakukan dengan menggunakan alat giling (mill).

37

Peremukan tahap pertama, primary crushing, mengecilkan ukuran

bijih sampai ukuran 20 cm.

Peremukan tahap kedua, secondary crushing, mengecilkan ukuran

bijih dari sekitar 20 cm sampai 5 cm.

Peremukan tahap ketiga, tertiary crushing, mengecilkan ukuran

bijih dari 5 cm menjadi 1 cm.

Penggerusan kasar, grinding, mengecilkan ukuran bijih mulai dari

sekitar 1 cm menjadi 1 mm.

Penggerusan halus,fine grinding, mengecilkan ukuran bijih mulai

dari 1 mm menjadi halus, biasanya ukuran bijih menjadi kurang

dari 0,075 mm.