BAB III. PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK

Pengayakan merupakan metode pemisahan dan khanya berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran tunggal, dikenal dua macam produk yaitu: (a). lolos lubang ayakan, dan (b). ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan diperoleh dua tiga macam ukuran produk, yaitu: (a). Gambar dibawah menjelaskan kedua hal diatas.

Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakanukuran lubang (lihat standar Tyler mesh).Pelaporan Hasil Analisis AyakanAdakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan serta jumlah/massa dan masing-masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak menggunakan satu set ayakan standar. Dibawah hasil analisa ayak sampel padatan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, 0.125 in dan 0.0625 in:

Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua. Diameter ratapartikel pada umumnya diukur berdasarkan rataayakan.

PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK

Pengayakan merupakan metode pemisahan dan klasifikasi partikel sematahanya berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran

dikenal dua macam produk yaitu: (a). Undersize atau fine, yaitu produk yanglubang ayakan, dan (b). Oversize atau tails, yaitu produk yang tertahan oleh

ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan diperoleh dua tiga tu: (a). Undersize (b). On-size, dan (c). Oversize.

Gambar dibawah menjelaskan kedua hal diatas.

Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakan-ayakan tunggal dengan berbagai ukuran lubang (lihat standar Tyler mesh). Pelaporan Hasil Analisis Ayakan Adakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan serta jumlah/massa

masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak menggunakan satu set ayakan standar. Dibawah ini adalah contoh cara pelapo

datan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, 0.125

Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua. Diameter ratapartikel pada umumnya diukur berdasarkan rata-rata aritmatik ukuran aperture/lubang

asifikasi partikel semata-mata hanya berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran

tu produk yang tu produk yang tertahan oleh

ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan diperoleh dua tiga

ayakan tunggal dengan berbagai

Adakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan serta jumlah/massa masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak

i adalah contoh cara pelaporan datan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, 0.125

Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua. Diameter rata-rata rata aritmatik ukuran aperture/lubang

Misal: Diameter rata-rata partikel -0.25 +0.125 in adalah Misal: Fraksi massa yang lolos ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah 0.425. Penulisan yang lengkap akan berbentuk:

Pada umumnya, hasil analisa ayak didistribusi frekuensi antara fraksi massa versus ukuran ratadata analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif undersize ataupun oversize). Pada umumnya, ordinat dan partikel) dinyatakan dalam skala logaritmik. Hal partikel (misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung) tetapi kelipatan (mengikuti deret ukur).Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif daanalisa ayak yang ditabelkan dibawah Tabel hasil analisa ayak dan kurva distribusi frekuens

Tabel hasil analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta kurva distribusinya:

0.25 +0.125 in adalah (0.25+0.125) in = 0.1875 in.

s ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah

Penulisan yang lengkap akan berbentuk:

analisa ayak dilaporkan dalam bentuk histogram atau kurva distribusi frekuensi antara fraksi massa versus ukuran rata-rata partikel. Seringkali, data analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif

e). Pada umumnya, ordinat dan kurva (yaitu ukuran ratapartikel) dinyatakan dalam skala logaritmik. Hal ini disebabkan perubahan ukuran partikel (misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung) tetapi kelipatan (mengikuti deret ukur).

lah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif daanalisa ayak yang ditabelkan dibawah ini. Tabel hasil analisa ayak dan kurva distribusi frekuensinya.

analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta kurva

(0.25+0.125) in = 0.1875 in.

s ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah

dalam bentuk histogram atau kurva rata partikel. Seringkali,

data analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif kurva (yaitu ukuran rata-rata

i disebabkan perubahan ukuran partikel (misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung)

lah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif dari suatu

analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta kurva

Catatan Penggambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs ukuran partikel misleading, karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan standar (Tylertidaklah sama, karena mengikuti deret ukur. Yandengan pengertian statistik tentang distribusi frekuensi, adalah denganfraksi massa dengan fraksi massa per atu satuan ukuran partikel, vertikal dan kurva distribusi dinyatakan dalam: fraksi_massa/(Daperture ayakan ke-i, Di+1 = aperture ayakan dibawahnya (aperture IebihKurva distribusi seringkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi jumlah didefinisikan sebagal rasio jumlah partikel ukuran tertentu terhadap jumlah total partikel yang ada. Fraksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu terhadap luas permukaan total dan partikel yang ada.Kurva distribusi seringkali digambarkan juGambar dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi luas muka dan fraksi jumlah, dalam diagram batang.

ambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs ukuran partikel , karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan standar (Tyler

sama, karena mengikuti deret ukur. Yang seringkali dipakai, dan juga sesuai engertian statistik tentang distribusi frekuensi, adalah dengan menggantikan

raksi massa dengan fraksi massa per atu satuan ukuran partikel, hingga sumbu vertikal dan kurva distribusi dinyatakan dalam: fraksi_massa/(Di-Di+1), dim

= aperture ayakan dibawahnya (aperture Iebih kecil)ingkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga

dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi jumlah didefinisikan jumlah partikel ukuran tertentu terhadap jumlah total partikel yang ada.

Fraksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu terhadap luas permukaan total dan partikel yang ada.

ingkali digambarkan juga dalam bentuk diagram batang (Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi luas muka dan fraksi jumlah, dalam diagram batang.

ambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs ukuran partikel , karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan standar (Tyler mesh)

juga sesuai nggantikan

ingga sumbu mana Di =

kecil) ingkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga

dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi jumlah didefinisikan jumlah partikel ukuran tertentu terhadap jumlah total partikel yang ada.

Fraksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu

ga dalam bentuk diagram batang (bar-chart) Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi

Alat-Alat Pengayak Ada berbagai jenis alat pengayak yang digunakan ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk menggetarkan, menggoncang ataupun memutar (gyration) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan berbagai mode gerakan.

(a). Ayakan stasioner dan GrizzliesGrizzlies sering digunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya diatas 1 in (biasanya hasil batangan logam yang disusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara 2

Ada berbagai jenis alat pengayak yang digunakan dalam industri. Hampir semua ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk menggetarkan, menggoncang

) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan

Grizzlies. igunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya

in (biasanya hasil dari primary crusher). Grizlies tersusun atas batanganisusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara 2

dalam industri. Hampir semua ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk menggetarkan, menggoncang

) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan

igunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya tersusun atas batangan-

isusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara 2

sampai 8 in. batangan-batansampai 50 terhadap sumbu hoKapasitas grizzlies mencapai 100 sampai 150 ton/ftaperture sekitar 1 in. Gambar dibawah adalah contoh

Ayakan stasioner hampir sama dengan grianyaman kawat (mesh) atau plat logam yang berlubangayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara sampai 4 in. Kedua jenis ayakan ini hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran besar dan dapat bergerak bebas (free flowing, tidak lengket).(b). Ayakan Girasi (Gyrating Screens) Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing. Ayakan dan casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan lain, dan memindahkannya dan tempat masuk sampai tempat keluarnya partikel. Sudut kemiringan ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan pada umumnya berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampaft). kecepatan girasi dan amplitudonya biasanya dapat diatur sesuaKecepatan girasi dapat menca

Gambar dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal dan yang digerakkan horisontal (reciprocati

batangan logam tersusun miring dengan sudut tertentu (20 ap sumbu horisontal), untuk memudahkan padatan bergerak.

es mencapai 100 sampai 150 ton/ft2 per 24 jam, dengan ukuran bar dibawah adalah contoh grizzlies.

pir sama dengan grizzlies, tetapi media pengayaknya berupa anyaman kawat (mesh) atau plat logam yang berlubang-lubang. Sudut kemiringan ayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara

i hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran besar dan dapat bergerak bebas (free flowing, tidak lengket).

yrating Screens) atau Reciprocating Screens. Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing. Ayakan dan casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan partikel dan satu dek ke dek lain, dan memindahkannya dan tempat masuk sampai tempat keluarnya partikel.

an ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampa

n girasi dan amplitudonya biasanya dapat diatur sesuai kebutuhan. at mencapai 600 sampai 1800 rpm.

dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal dan yang rocating screen).

am tersusun miring dengan sudut tertentu (20 isontal), untuk memudahkan padatan bergerak.

per 24 jam, dengan ukuran

es, tetapi media pengayaknya berupa lubang. Sudut kemiringan

ayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara

i hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran

Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing. Ayakan

partikel dan satu dek ke dek lain, dan memindahkannya dan tempat masuk sampai tempat keluarnya partikel.

an ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampai (5 x 14

kebutuhan.

dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal dan yang

Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut kekecil (sekitar 5). Mesin diputardiantara dua dek ayakan diisi bolapengayakan, sekaligus membersihkan aperture ayakan dan padatanmenyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang diledengan bola-bola karet.

Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut kemiringan Iebih kecil (sekitar 5). Mesin diputar-getarkan pada sumbu mendatarnya. Adakalanya diantara dua dek ayakan diisi bola-bola karet untuk meningkatkan efisiensi pengayakan, sekaligus membersihkan aperture ayakan dan padatan-padatan yang menyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang dile

iringan Iebih getarkan pada sumbu mendatarnya. Adakalanya

bola karet untuk meningkatkan efisiensi padatan yang

menyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang dilengkapi

(c). Ayakan Getar ( Vibrating Screens)Ayakan getar biasanya digunakan dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. Biasanya tidak Iebih dan 3 dek ayasebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan, bervariasi antara 00 sam pai 450 Gam bar dibawah adalah contohtripel dek.

Ayakan getar banyak digunakan untuk partikelsampai 35 mesh (0.0164 in), dengan sudut kemiringan 20basah (wet screening) sudut kemiringan biasanya diset Iebih 10o.

(d). Trommels Trommels merupakan jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya.Berbentuk silindris atau konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secarakonsentris. Gambar dibawah adalah contoh trammel.

brating Screens) Ayakan getar biasanya digunakan untuk pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. Biasanya tidak Iebih dan 3 dek ayakan yang terpasang dalam casing sebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan, bervariasi antara 00 sam pai 450 Gam bar dibawah adalah contoh dan ayakan getar

digunakan untuk partikel-partikel kering berukuran antara 1 in in), dengan sudut kemiringan 20o. Untuk partikel

sudut kemiringan biasanya diset Iebih kecil, antara 5

jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya.atau konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secaradibawah adalah contoh trammel.

untuk pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan kecepatan

kan yang terpasang dalam casing sebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan,

dan ayakan getar

partikel kering berukuran antara 1 in . Untuk partikel-partikel kecil, antara 5o sampai

jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya. atau konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secara

Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan.Kapasitas beberapa jenis ayakan industri dapat dilihat pada tabel dibawah (Asumsi :ayakan digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam).

Dalam memilih ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. Diagramdibawah memberikan guidelinepartikel yang akan diayak.

Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan. rapa jenis ayakan industri dapat dilihat pada tabel dibawah ini

an digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam).

ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. Diagramdeline dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan ukuran

ini:

ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. Diagram dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan ukuran

Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi AyakanGambar dibawah menjelaskan neraca

Fraksi massa bahan B (yaltu bahaproduct pada umpan, oversiz(1- XD) dan (1- XB). Neraca massa padatan total : Neraca massa bahan A : FxF Kombinasi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan neraca bahan B memberikan:

BD

BF

xx

xx

FD

=

dengan cara yang sama dapat diperoleh:

BD

FD

xx

xx

FB

=

Efisiensi ayakan (atau sering kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran B. Jika ayakan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada oversize, sedangkan semua B ada dalam undersize

Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang ada pada overflow terhadap bahan A pada umpan. Jumlah Sehingga,

F

DA Fx

DxE =

Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi Ayakan enjelaskan neraca partikel pada sebuah ayakan tunggal.

Fraksi massa bahan B (yaltu bahan dengan ukuran yang diinginkan/ undersize product pada umpan, oversize dan undersize streams masing-masing adalah: (1

Neraca massa padatan total : F = D + B = DxD + BxB

asi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan neraca bahan

dengan cara yang sama dapat diperoleh:

ayakan (atau sering disebut sebagai efektivitas ayakan) merupakan ukuran kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran

akan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada oversize, sedangkan semua B ada dalam undersize (clear-cut separation).

Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang ada pada overflow terhadap bahan A pada umpan. Jumlah ini masing-masing adalah DxD

n dengan ukuran yang diinginkan/ undersize masing adalah: (1- XF),

asi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan neraca bahan

efektivitas ayakan) merupakan ukuran kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran

akan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada oversize,

Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang ada pada overflow D dan FxF.

Universitas Gadjah Mada

dimana EA adalah efisiensi ayakan berdasarkan pada produk oversize. Dengan cara yang sama dapat didefinisikan efisiensi berbasis B:

)1()1(

F

BB

xFxB

E

=

Efisiensi keseluruhan (overall effectiveness) dari ayakan didefinisikan sebagai kombinasi dari dua efisiensi diatas:

( )( )FF

BDBA

xxFxDBx

EEE

==

11

2

Substituls rasio (D/F) dan (B/F) dengan persamaan diatas, memberikan: ( )( ) ( )

( ) ( )FFFDBDFDBF

xxxx

xxxxxxE

=

11

2

Soal analisa ayak : 1. Sebuah crusher digunakan untuk menghancurkan pint. Produk dari crusher diayak.

Oversize dan ayakan dikembalikan/direcycle ke crusher untuk kembali. Undersize ayakan diambil sebagai produk. Hasil analisa ayak arus recycle dan produk (distribusi ukuran butir) adalah sebagai berikut:

Recycle Produk Mesh % Massa Mesh % Massa -3 + 4 3.5 -14 + 20 29.0 -4 + 8 30.0 -20 + 28 31.3

-8 + 10 25.0 -28 + 48 34.6 -10 +20 41.5 - 48 + 100 5.10

Jumlah 100.0 Jumlah 100.0

Besarnya arus recycle = 0.65 kg/kg padatan keluar crusher. a. Hitunglah distribusi ukuran butir hasil crusher dan estimasikan luas spesifik

butir-butir hasil crusher (dalam cm2/g). b. Estimasikan fraksi massa partikel hasil crusher dengan ukuran-ukuran sebagai

berikut: (i). (-4+6); (ii). (-6+8); (iii). (-10+14); (iv). (-28+35); dan (v). (- 35+48).