tugas mineral

5/7/2018 Tugas Mineral - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/tugas-mineral 1/29

BAB I

PENDAHULUAN

Bijih dari mineral yang berbeda dalam batuan dipisahkan dari satu sama

lain untuk dilihat karakteristik fisiknya yang berbeda-beda (kekerasan, bentuk,

sifat magnetik, electrostatic, densitas) atau kimia (flotasi, pengendapan) pada

unsur pokoknya. Hal ini merupakan langkah awal untuk mendapatkan kembali

mineral yang bernilai komersial. Mineral berharga yang terdapat dalam bijih

umumnya belum terliberasi dari batuan induknya. Agar mineral berharga dapat

terbebaskan maka diperlukan usaha untuk memperkecil ukuran bijih. Proses untuk

memperkecil ukuran bijih umumnya disebut kominusi. Dalam melaksanakan

tahap kominusi, pengecilan ukuran harus dilakukan sampai pada ukuran yang

diperlukan saja. Proses kominusi dapat dilakukan beberapa tahap tergantung pada

ukuran umpan dan produknya. Produk akhir dari tahap kominusi adalah bijih yang

berukuran relatif halus sesuai dengan proses berikutnya yaitu proses konsentrasi.

Tujuan utama proses konsentrasi adalah meningkatkan (mempertinggi) kadar

mineral berharga sehingga diperoleh konsentrat dengan kadar mineral berharga

tinggi dan tailing.

Tahap konsentrasi pada pengolahan bahan galian bekerja berdasarkan sifat

fisika dan kimia dari bijih yang akan diolah. Selain konsentrat dan tailing,

dihasilkan pula middling dimana kadar kadar mineral berharganya diantara

konsentrat dan tailing. Middling dapat diolah kembaliuntuk menghasilkan

konsentrat. Tahap pengolahan bahan galian merupakan bagian yang penting dari

rangkaian proses ekstraksi metalurgi, karena suatu bijih dapat benilai ekonomis

jika telah mengalami proses pengolahan bahan galian. Pengolahan bahan galiandapat mempermudah proses ekstraksi menjadi sederhana dan murah. Metoda yang

dipakai pada pengolahan bahan galian meliputi:

1. Hand sorting, pengambilan mineral berharga secara

langsung dengan tangan (berdasarkan warna, kilau atau apapun bentuknya).

2. Pemisahan berdasarkan kekerasan mineral sehingga dengan

cara pengayakan, mineral yang lunak akan lolos sedangkan yang keras tidak

lolos. Pengayakan dilakukan setelah kominusi.

1



3. Pemisahan elektrostatik

4. Pemisahan berdasarkan sifat kemagnetan

5. Pemisahan berdasarkan berat jenis, perbedaan kecepatan

pengendapan.

6. Pemisahan dalam suatu larutan berat dimana mineral berat

dipisahkan dari mineral ringan dalam suatu suspensi.

7. Pemisahan berdasarkan sifat kesukaan pada udara atau air.

Dari ketujuh proses pemisahan di atas, yang paling banyak dan sering

digunakan yaitu konsentrasi gravitasi, konsentrasi magnetik, konsentrasi elektrik,

media berat dan flotasi. Kelima proses pemisahan mineral tersebut dijelaskan

dalam makalah ini.

2



BAB II

PEMBAHASAN

2.1 KONSENTRASI GRAVITASI

Konsentrasi gravitasi adalah proses pemisahan mineral berharga dan tidak

berharga akibat adanya gaya-gaya dalam fluida dan pemisahan ini didasarkan

pada berat jenis mineral, bentuk maupun ukurannya. Contoh : Jig, shaking table,

sluice box.

Mineral ringan

Mineral berat

Kriteria konsentrasi:

f R

f B

D D

D D

−

−

dimana :

DB : Densitas mineral beratDf : Densitas fluida

DR : Densitas mineral ringan

A. Jig Konsentrator

Alat utama yang banyak dipakai dalam konsentrasi gravitasi salah satunya

adalah jig. Dalam jig, pemisahan mineral berharga (umumnya dengan berat jenis

tinggi) dari pengotornya (berat jenis rendah) dilakukan didalam suatu aliranfluida. Lumpur (pulp) yang merupakan umpan (feed) disebarkan di atas screen

(pengayak) yang mana diatasnya disebarkan pula material lain (bed). Berat jenis

bed merupakan faktor yang cukup penting dan biasanya terletak di antara mineral

berat dan mineral ringan.

Aliran air ke atas (pulsior) dan aliran air ke bawah (suction) akan

membentuk getaran sedemikian rupa sehingga mineral-mineral berat akan akan

tertarik ke bawah sedang mineral-mineral ringan akan terdorong ke atas. Aliran

3

fluida



air ke atas dengan kecepatan yang cukup tinggi akan membuka bed dan mineral

akan terdorong ke atas. Pada aliran air ke bawah, bed akan tertutup, mineral-

mineral berat akan terperangkap di dalam bed. Proses ini berlangsung berulang-

ulang sehingga mineral berat dapat dipisahkan dari mineral ringan. Mekanisme

reaksi antara gaya-gaya dalam fluida dengan mineral berat dan mineral ringan

dapat digambarkan seperti:

Mencapainya posisi terminal. Kondisi ini

disebut Hindered Settling.

Contohnya adalah ”Metode Membersihkan Batu Bara” dengan menggunakan

Baum Jig dan sebuah feldspar jig. Lihat gambar.

Jig kontak menyandar pada stratifikasi di lapisan (bed) batu bara ketika air

membawa gerak naik turun (pulsed). Serpihan batu bara cenderung kotor dan

4

FL

Fg

Fd

fluida



pembersih batu bara naik. Pada dasarnya jig, baum jig lebih cocok untuk ukuran

umpan yang luas. Sekalipun baum jig dapat membersihkan ukuran batu bara yang

lebar, yaitu sangat efektif pada ukuran 10-35 mm. Modifikasi dari baum jig adalah

Batac jig yang mana digunakan untuk membersihkan batu bara yang sangat bagus.

Batu bara dibuat stratifikasi secara langsung oleh bubbling air terus menerus

melalui campuran coal-water-refuse dalam membersihkan unit partikel.

Untuk ukuran yang sedang, prinsipnya sama getaran naik turun (pulsing)

terus menerus dari sisi atau dari bawah lapisan (bed). Disamping itu, bed atau

mineral padat kasar digunakan untuk meningkatkan stratifikasi dan mencegah

remixing . Mineral yang biasa digunakan adalah feldspar yang terdiri atas

gumpalan silika dengan ukuran 60 mm. Gambaar A1 di atas menunjukan sebuah

baum jig dan feldspar jig untuk batu bara halus.

Grafik kecepatan terhadap waktu

Kecepatan terminal/tak hingga

dt

dv= 0

m a = [ m g – m’g ] - Fd g dt

dv

s

f s

−

= ρ

ρ ρ

mdt

dv= [ m – m’] g – Fd

keterangan :

Fd : gaya dorong f d : koefisien dorong

mg : massa padatan ( gaya berat padatan) A : Luas

m’g : massa fluida ( gaya ke atas / archimedes )

5

V

t, waktut1



dt

dv: a , percepatan

ρs : densitas solid

ρf : densitas fluida

Av f F f d d

2

2

1 ρ =

B. Shaking Table (Meja Goyang)

Alat kedua yang dipakai adalah meja goyang (shaking table). Prinsip kerja

dari meja goyang hampir mirip dengan jig tetapi dengan cara yang bebeda. Meja

goyang dengan cara mengalirkan pulp dalam suatu aliran fluida (air) yang tipis,

mineral ringan akan hanyut lebih cepat dari pada mineral berat. Aliran air yang

tipis biasanya dilakukan di atas permukaan meja yang miring dan kasar.

6



Kekasaran

permukaan meja

sangat

menentukan

perolehan dan

proses

pemisahan. Untuk membantu pemisahan, meja digoyangkan secara secara

horizontal membentuk getaran. Agar dapat lebih jelas dan dapat dibayangkan carakerjanya, dapat dilihat gambar alatnya dan gambar distribusi hasil meja goyang.

7



Gambar Shaking Table

Shaking table dirancang pada dasarnya untuk pemisahan gravity

(konsentrasi gravity) mineral basah dan material yang terdiri atas butir-butiran

kecil-kecil. Terdapat banyak aplikasi pemisahan dengan shaking table bernilai

khusus dan tidak bisa disamakan untuk mencapai hasil hemat dan efisien. Shaking

table adalah efektif dalam pengolahan berharga dan dasarnya logam, jarang logam

(rare metal) dan mineral non logam.

C. Sluice Box

Sluice box merupakan alat ketiga dari konsentrasi gravitasi yang mana

memisahkan mineral bijih berdasarkan berat jenis (specific gravity). Dalam proses

ini diharapkan mineral yang memiliki berat jenis yang tinggi akan mengendap dan

akan diambil sebagai konsentrat, sedangkan mineral yang ringan akan ikut

terbawa oleh air (aliranya) sebagai tailing (pengotor).alat sluice box berupa

lounder dengan ukuran panjang 8-12 meter, lebar 1 meter dengan feed 10-20%.

8



Gambar Sluice Box

Mekanisme pemisahan yang terjadi dalam sluice box yaitu feed yang

sudah terliberasi sempurna seperti emas, timah, pasir besi dimasukkan ke dalam

sluice box. Kita pisahkan partikel-partikel yang besar terlebih dahulu. Bila ujung

alat sudah terdapat mineral berat, artinya alat sudah jenuh maka pada alat lounder

tersebut dibersihkan yaitu dengan mengalirkan pembersih (wash water) dan akan

terjadi pemisahan-pemisahan antara partikel berat dan partikel ringan. Dimana

partikel berat akan tertinggal pada bagian belakang bawah riffle atau akan

menempel pada karpet yang disebut sebagai konsentrat. Mineral yang menempel

pada karpet akan diambil biasanya dengan cara karpet tersebut dibakar.

2.2 Konsentrasi Magnetik

Pemisahan partikel mineral berdasarkan tingkah laku mineral terhadap

medan magnet dan sifat kemagnetan dari partikel itu sendiri. Alat yang dipakai

untuk proses pemisahan ini adalah magnetik separator. Cara ini dipakai karena di

alam ada material yang bila diletakkan di medan magnet dia akan tertarik

9



(magnetik mineral) dan ada pula yang tidak tertarik oleh magnet (non-magnetik

mineral). Syarat terjadinya pemisahan adalah adanya medan magnet yang

ditimbulkan oleh magnet permanen atau electro magnet.

Banyaknya garis-garis gaya megnet disebut fluks.

Banyaknya garis-garis gaya persatuan luas disebut

fluks density.

Bila fluks density pada medan magnet sama maka disebut medan magnet

homogen. Dan jika fluks density pada medan magnet tidak sama disebut medan

magnet non homogen. Apabila suatu benda diletakkan dalam medan magnet,

induksi magnet pada obyek adalah:

B = H +M dimana:

B = induksi magnet pada obyek

H = medan induksi yang disebabkan oleh medan magnet

M = intensitas kekuatan magnet dari material obyek.

Magnetik Separator

Pemisahan magnetik hanya diterapkan terhadap mineral – mineral yang

bersifat magnetik. Pemisahan dapat dilakukan dengan cara basah maupun kering.

Contoh yang banyak dipakai di Indonesia adalah PT. TIMAH, yang digunakan

pada pusat-pusat pencucian (Central Washing Plant – Washery). Medan magnet

yang diperlukan dapat dihasilkan dari magnet tetap ataupun dari magnet yang

umumnya lebih banyak dipakai.

10



Prinsip kerjanya adalah bila sekumpulan mineral (non-magnetik dan

magnetik) dilewatkan dalam suatu medan magnet, maka mineral-mineral yang

bersifat magnetik akan tertarik sedangkan yang non-magnetik tidak tertarik,

sehingga pemisahan dapat dilakukan. Umpan dimasukkan satu kesatuan dan jatuh

masuk ke dalam drum yang bergerak. Drum berputar disekitar magnet. Di bawah

drum terdapat tiga wadah untuk menyeleksi sifat magnet mineral. Mineral non

magnetic akan jatuh cepat meninggalkan drum dan masuk ke wadah khusus non

magnetic. Dan mineral yang memiliki sifat magnet yang sangat kuat akan terus

mengikuti gerak drum dan akan menarik magnet serta jatuh masuk ke wadah

khusus mineral yang bersifat magnet. Begitu pula mineral yang middlings akan

masuk ke wadahnya.

Jelas terlihat pad gambar, selain medan magnet, gaya gravitasi juga sangat

berpengaruh dalam proses. Dengan cara mengatur intensitas medan magnet dari

satu ujung ke ujung yang lain maka pemisahan mineral dari non magnetik sampai

yang bersifat sangat magnetik dapat dilakukan.

- Suceptibilitas ( k)

Yaitu kemampuan suatu mineral untuk menyerap garis-garis gaya magnet.

0 < k < 1 : mineral paramagnetic

0 > k : mineral diamagnetic

k > 1 : mineral ferromagnetic

11



Bahan-bahanya adalah

- Paramagnetic : bahan dapat ditarik oleh kekuatan medan magnet

sebesar 1000-20000 gaussk. Contoh : hematite, chalcophyrit, siderite.

- Ferromagnetic : bahan yang dapat ditarik oleh kekuatan medan

magnet sebesar 200-1000 gauss. Contoh : magnetite, roasted pyrite.

- Diamagnetic : bahan yang menolak gaya-gaya magnet. Contoh :

pyrite, baoxit, diamond, coal.

Gaya magnetik

Gaya magnetic pada partikel yang ada di medan magnetic diberikan oleh

persamaan vector :

BV mV m F )..(=

Rumus gaya pada permukaan drum:

R

H Fm

θ π 232−=

dimana:

H = Medan magnet

R = jari-jari drum

θ = jarak antar kutub magnet

Gaya magnetik tidak bergantung pada ukuran partikel.

Gaya Bersaing (Force Competing)

Gaya ini dalam magnetik separator bersaing dengan gaya magnetik dan

bereaksi pada semua partikel dalam separator adalah gravity, hydrodynamic drag,

pergesekan (friction), kelembaman (inertia). Untuk partikel bulat dengan densitas

ρ s gaya gravitasinya adalah:

( ) g d F f s g ρ ρ π

−= 6

12

ferromagnetik

H

M

diamagnetik

paramagnetik M

H



dengan ρ f = densitas fluida, g = percepatan grafitasi

Dalam aliran laminargaya gesek hydrodynamic yang diberikan persamaan oleh

Hukum Stoke’s adalah:

µ π dv Fd 3=

dengan v = velositas suatu partikel relatif terhadap fluida dan μ = viskositas pada

medium fluida

Pada drum magnetik separator dengan intensitas kering rendah, gaya yang penting

untuk memisahkan partikel dari drum secara umum adalah gaya sentrifugal,

persamaanya adalah:

RV Fc s

2ω ρ =

(ω = kecepatan angular drum dan V = volume)

Jika gaya sentrifugal seimbang dengan gaya magnetik maka persamaannya:

2/1

24

=

θ ρ

π ω

V

H

R s

e

PERALATAN DAN APLIKASINYA

Alat magnetik separator tergolong menjadi 2 kategori : magnetik separator

dengan intensitas rendah dan intensitas tinggi. Keduanya dapat digunakan dalam

keadaan basah dan kering.

- Tramp Removal dan Cobbing

Tramp iron removal digunakan untuk melindungi peralatan proses mineral

seperti crusher, screens dan conveyor. Alat yang dipilih digunakan untuk

menghilangkan ketergantungan Tramp iron ini dari berbagai faktor termasuk

ukuran dan banyaknya terjadinya Tramp Iron dan poin yang dibutuhkan untuk

proteksi. Pada cobbing dari magnetit dari inti besi debgan tujuan untuk

mengeliminasi beberapa mineral pengotor (gangue) dalam ukuran partikel

yang besar.

- Magnetik Separator dengan Intensitas Rendah

Alat ini bekerja menggunakan elektromagnet atau magnet permanen;

elektromagnet utamanya adalah digunakan ketika kekuatan medan magnetik

relatif tinggi dibutuhkan, tetapi pada umumnya magnet permanen dari Ainico

13



atau tipe jenis barium-strontium ferit keramik sangat umum digunakan.

Kebanyakan drum memiliki 5 kutub simetris, selama 5 kutub ini berkembang

agitasi pada permukaan drum dan mengurangi nonmagnetik terjebak.

- Magnetik Separator dengan Intensitas Tinggi

Pemisah basah. Komponen operasional dari pemisah magnetik intensitas

tinggi dari tipe Carousel dan konsep dasar dari tipe Canieter. Matriks

ferromagnetik yang mana partikel paramagnetiknya dikumpulkan dalam

bentuk grooved plates, bola baja, wool baja atau bentuk lembaran logam yang

luas. Selain itu ada juga untuk pemisah kering.

- Peralatan Tes Laboratorium

”Davis Tube” adalah alat laboratorium pemisah yang sering digunakan

untuk menentukan bagian mterial magnet yang sangat kuat. Meskipun secara

normaldioperasikan pada kondisi basah, alat ini juga dapat untuk proses

kering.

- Flokulasi Magnet dan Demagnetisasi

Flokulasi magnetik digunakan dalam konsentrasi magnetit dan dalam

membersihkan air sisa pabrik baja. Sebagai partikel ferromagnetik yang

dilewati pemisah magnetik, terdapat kecenderungan terjadinya beberapa

flokulasi magnetik. Floulasi magnetik yang tak terkendali dapat dikurangi

secara efisien pada pemisahan subsekuen. Gulungan demgnetisasi digunakan

untuk depolarisasi dari slurries ferromagnetik.

- Metode Potensial Pemisahan Magnetik

Metode ini berfungsi untuk mengkombinasikan pemisahan simultan oleh

densitas, suceptibilitas magnetik dan konduktivitas listrik.

Pemilihan proses pemisahan magnetic dengan cara basah ataupun kering,

tergantung pada beberapa faktor, diantaranya adalah ukuran butiran. Apabila

ukuran butir mineral cukup halus, maka biasanya pemisahan dilakukan dengan

cara basah agar debu yang dihasilkan menjadi berkurang.

2.3 KONSENTRASI ELECTRIC

14



Pemisahan elektrik ( electric separation) adalah proses pemisahan mineral

dengan memanfaatkan sifat perbedaan kelistrikan yang digunakan untuk

memisahkan material dengan konduktivitas yang tinggi (emas) sulfide logam dari

material pengganggu silikat yang mempunyai konduktivitas rendah.

Berdasarkan sifat kelistrikannya material dapat dibagi:

• Material konduktor

Merupakan material yang mampu mengalirkan electron ke rotor, pada saat

grounded sehingga electron mengalir ke bumi dan muatannya menjadi (+) dan

jatuh ke bumi.

• Material non-konduktor

Material tidak mampu mengalirkan electron pada saat di grounded

sehingga material menjadi bermuatan (-) dan menempel pada rotor.

Berbeda dengan pemisahan magnetic, pemisahan elektrostatik harus

dilakukan dengan cara kering yang mengakibatkan suasana kerja yang lebih

berdebu. Pada dasarnya, apabila sekumpulan mineral diberi muatan elektrostatik

dan kemudian berhubungan langsung dengan tanah melalui kabel konduktor,

maka partikel mineral konduktor akan dengan segera melepaskan muatannya

sedangkan muatan pada mineral non konduktor akan tertahan membentuk muatan

pada permukaan mineral. Partikel mineral non konduktor akan tertahan pada

permukaan rotor sehingga dapat dipisahkan dari mineral konduktor.

Agar pemisahan dapat berlangsung dengan baik, salah satu faktor yang

mempengaruhi pemisahan magnetik dan elektrostatik adalah ketebalan lapisan

umpan, sehingga pada saat pengumpananya harus dibuat sedemikian rupa

sehingga pertikel dapat terdistribusi merata dan membentuk lapisan yang tipis.

Ada 2 tipe dasar electrostatic separation:

1. Electrodynamic separation

2. electrostatic separation

A. Electrodynamic Separation

Pemisahan elektrik tipe elektrodinamik biasanya sering disebut juga high

tension separation. Pada tipe ini, umpan dibawa oleh grounded rotor

(dihubungkan dengan bumi melalui kabel elektrik) dimana partikel akan terbawa

15



oleh putaran rotor tersebut ke daerah ionizing electrode bermuatan. Partikel

diterima sebuah muatan oleh ion bombardment. Dengan begitu, udara disekitar

ionizing electrode akan terionisasi yang disebut medan corona. Medan corona

akan menghasilkan elektron yang bergerak ke arah rotor. Partikel (umpan) yang

lewat medan ini akan menerima muatan (-) yang dihasilkan ionizing electrode.

Pada partikel konduktor, semua muatan (-) yang diperoleh akan disalurkan ke

bumi melalui rotor yang berakibat partikel tersebut akan bermuatan (+) sama

dengan rotor sehingga terjadi tolak menolak dan partikel akan terlempar karena

adanya gaya sentrifugal dari putaran rotor.

Gambar electrodynamic separation

Pada partikel non konduktor, dia tidak bisa melepaskan muatan (-) yang

diperoleh secara cepat ke rotor sehingga partikel akan bermuatan (-), jadi terjadi

tarik menarik antara partikel dan permukaan rotor. Muatan pada partikel secara

perlahan – lahan akan dibuang dan partikel tersebut jatuh sebagai midling.

Partikel yang non konduktor sempurna akan lama tahan menyimpan muatannya

sehingga tetap menempel pada permukaan rotor dan bisa dilepaskan dengan sikat.

16

-

-

Non conductor conductor

Ionizing electrode

Static electrode

feed

ground



B. Electrostatic Separation

1. Mekanisme Pemisahan :

a. Kontak antara partikel

b. Penembakan dengan ion (elektron), yaitu melewatkan

partikel pada suatu medan corona

c. Induksi yang terjadi dalam medan listrik

2. Pemisahan pada permukaan yang dibumikan (grounded)

Pemisahan yang terjadi pada permukaan yang dibumikan electrostatic

separation dihasilkan dari kombinasi antara gaya listrik, sentrifugal dan

gravitasi ( gaya gesek diabaikan ).

Pada pemisahan electrostatic tipe ini sama dengan electrodynamica, hanya

saja tidak terdapat medan corona yang dihasilkan. Pemisahan terjadi sebagai

berikut:

Gambar electrostatic separation

Pada saat partikel kontak dengan permukaan rotor yang berada pada

medan listrik, secara cepat permukaan partikel akan terinduksi sehingga

bermuatan. Partikel konduktor secara cepat pada permukaan kontaknya akan

bermuatan sama dengan permukaan rotor yang dibumikan. Oleh karenanya

17

Non conductor conductor

ground

¯

feed



partikel akan tertarik oleh elektroda atau dengan kata lain partikeltertolak dari

permukaan rotor. Dan untuk partikel non konduktor pada prinsipnya berkebalikan

dengan partikel konduktor.

Adapun gaya-gaya yang bekerja adalah :

- Gaya electrostatic

Fe = e± fc

- Gaya sentrifugal

Fc = 1/6 π d3 ρs ω2 R

- Gaya gravitasi

Fg = 1/6 π d3 ρs g

Keterangan :

e± = muatan listrik

fc = kuat medan listrik

d = diameter partikel

ρs = densitas partikel

ω = rotor angular velocity

R = radius

Syarat mineral untuk bisa dipisahkan :

- Pinning factor ( Fi / Fc)

Merupakan faktor yang memperlihatkan tendens dari pada partikel, untuk

menempel pada permukaan rotor.

- Lifting factor ( Fe / Fc )

Merupakan faktor tendensi partikel untuk lepas dari rotor dan tertarik menujuelektroda.

Faktor-faktor yang mempengaruhi pemisahan :

1. Permukaan mineral (derajad liberasi)

Jika permukaan partikel non konduktor terdapat lapisan oksida besi maka

partikel akan menjadi konduktor.

2. Kelembaban udara

Udara yang lembab dapat menghantarkan arus listrik, jadi udara harus kering.

18



3. Kecepatan putaran rotor

Jika terlalu cepat kecepatanya maka akan berpengaruh pada pinning dan

lifting factor.

4. Diameter partikel

Jika terlalu besar dapat terjadi gratitutional middling.

5. Jarak elektroda ke rotor

Jika terlalu dekat dapat timbul bunga api dan jika terlalu jauh, intensitas

medan listriknya kurang.

6. Feed layer

Lapisan mineral sewaktu pengumpanan yang baik adalah satu lapisan.

Persyaratan bijih :

- Ukuran bijih homogen dan halus

- Kering

- Derajat liberasi tinggi

Dengan demikian pemisahan electrostatic separator harus dilakukan

dengan cara kering yang mengakibatkan suasana kerja yang lebih berdebu.

2.4 FLOTASI

Sebelum memasuki lebih jauh, sifat permukaan mineral ada dua yaitu

hydrophobic (tidak mudah dibasahi oleh air) dan hydrofilic (mudah dibasahi oleh

air). Flotasi merupakan proses pemisahan mineral yang memanfaatkan sifat

permukaan mineral yaitu mudah tidaknya dibasahi oleh air.

Pada dasarnya semua mineral bersifat suka air (hidrofil). Dengan

menambahkan reagen kimia tertentu, sifat permukaan suatu mineral yang semula

hidrofil dapat diubah menjadi hidrofob.

Mekanisme:

- Mineral dan gelembung saling berdekatan terlebih dahulu

- Pembentukan lapisan tipis (diffusio boundary)

- Kontak 3 fasa

Tua = tegangan udara air

19

θ

Tua

air



Tpa = tegangan padatan air

Tpu = tegangan padatan udara

Tpu = Tpa + Tua cos θ

Tua

TpaTpu −=θ cos

Dengan cara menghembuskan udara ke dalam lumpur bijih yang kemudian

pecah menjadi gelembung udara yang relatif kecil ukurannya, partikel mineral

hidrofob dapat menempel pada gelembung udara dan terbawa ke atas.

Gambar flotasi

Reagen kimia yang dipakai pada proses flotasi meliputi pengatur pH,

depresant, collector (kolektor), pembuih (frother). Kolektor berfungsi untuk

mengubah sifat permukaan mineral. Pembuih (frother) berfungsi untuk

menstabilkan gelembung udara yang dihasilkan. Jika tidak ada frother, maka

gelembung akan pecah. Contoh frother : pine oil (C10H17OH). Reagen kimia yang

dipakai pada proses flotasi bekerja pada suasana yang tertentu (umumnya basa)

sehingga di permukaan senyawa kimia yang dapat mengatur pH larutan.

Depresant berfungsi untuk menekan mineral tertentu agar untuk ikut terapung,

misalnya sfalerit (ZnS) akan tetap bertahan dalam larutan dengan adanya ZnSO4

atau NaCN untuk mengaktifkan kembali sfalerit yang telah tertahan, umumnya

dilakukan dengan menambahkan aktivator CuSO4. Dispersant pada pH regulator

adalah Na2SiO3, CaO dan Na2CO3. zat yang mengandung aktivatornya adalah Cu2+

20

TpaTpu



dan Ca2+. Kolektor berfungsi juga sebagai zat yang melindungi permukaan

mineral yang sudah bereaksi dengan aktivator. Contoh kolektor adalah Xanthate.

R – OC - SX

S

Gambar skema proses flotasi

Beberapa jenis bijih yang mengandung Cu adalah Bornite (Cu5FeS4),

Calcopyrite (CuFeS2), Covellite (CuS) dengan beberapa pengotor seperti Pyrite

(FeS2), Magnetite (Fe3O4), Hematite (Fe2O3), ataupun Quartz (SiO2). Karena

kebanyakan sulfida, proses pemisahan mineral yang efektif adalah proses flotasi

dan gravity jika memang dalam bijih banyak emas dalam bentuk native.

21

Conditioning1

Conditioning 2

Conditioning3

Conditioning 4

Flotasi

Feed (pulp)

pH regulator dispersant

Activator depresant

kolektor

frother

Udara

Apungan

Tenggelam



Proses flotasi CuS tidak jauh berbeda dengan proses flotasi PbS dan ZnS.

Intinya adalah sama-sama mineral sulfida yang bisa diambil reagentn Xanthate.

Reagen lain bisa digunakan untuk mengambil bijih tembaga secara khusus,

sebagai contoh Merkapto Benzo Tyazone (MBT) yang efektif untuk mengambil

bornite dan Calcophyrit. Secara umum proses flotasi bijih Cu sebagai berikut:

Gambar Diagram Alir Flotasi

Konsentrat yang dihasilkan biasanya berkadar Cu 20-30% tergantung dari

bijih dan proses flotasinya sedangkan ikutannya untuk Emas sekitar 10-30 gpt dan

Perak sekitar 30-70 gpt tergantung kadar logam tersebut dalam bijih. Namun yang

bisa dipastikan untuk bijih dengan kadar bijih >0,5 % maka recovery Cu bisa 85-

90% sedangkan Emas dan Perak hanya mengikuti saja sekitar 75% dan 65%,

semakin tinggi recovery Cu maka semakin tinggi juga recovery Au dan Ag.

22

Air

gelembung gelembung



Energi total :

sl sl A AW γ γ −= lglg1

( ) sl sl sg A AW γ γ γ 11lglg2 −++−=

θ γ γ γ coslg=− sl sg

Alq = Luas area antar muka liquid / gas

Asl = Luas area antar muka solid / liquid

γlg = Energi permukaan liquid / gas

γsl = Energi permukaan solid / liquid

Terapung atau tidaknya suatu partkel tergantung pada ΔW

2.5 PEMISAHAN MEDIA BERAT MEDIA BERAT (HEAVY MEDIA

SEPARATION)

Heavy media separation adalah pemisahan bijih atau mineral yang

dilakukan dalam sebuah tangki pemisah. Dalam proses ini berat jenis media

sangat berperan sehingga harus dijaga konstan, mekanisme yang digunakan

adalah hukum Archimedes (gaya tekan ke atas sama dengan berat zat cair yang

dipindahkan).

Mengapung, ρ s < ρ f

Tenggelam, ρ s > ρ f

Media yang bisa dipakai

1. Bahan atau zat organik

Biasanya bahan atau zat organik jarang digunakan karena perlunya

pencampuran diantara kedua berat jenis tersebut.

Contoh:

- Bromoform

23

Padatan (a)Padatan (b)



- Tetra Bromo Ethana

- Benzena

2. Suspensi padatan + cairan

Syarat bahan untuk membuat suspensi tersebut adalah:

- Harga lebih murah

- Mudah didapat

- Keras atau tidak mudah pecah

- Spesifik berat jenis besar (medium ρ >1)

- Tudak mudah mengendap

- Dapat dipakai berulang-ulang

Contoh yang memenuhi syarat:

a. Kuarsa (SiO2) ; murah, dapat diambil kembali dengan

magnetik separation dan harus bersifat non-magnetik.

b. Galena (PbS)

c. Magnetik

d. Ferrosilikon

Secara umum yang sering digunakan adalah magnetik dan ferrosilikon,

ukuran padatannya lebih kecil dari 200# ditambahkan air cc < 0 akan terjadi

apabila ρ B < ρ f hasil yang didapatkan adalah ρ A akan mengendap dan ρ B

akan mengapung. Untuk galena sulit dipisahkan, jadi pemakaian suspensi

biasanya dalam waktu singkat dan kemudian suspensi di recycle.

Tahapan dari uji heavy media separation

a. Pembuatansuspensi :

- Air + padatan

- Harus selalu diaduk

- Ukuran padatan harus halus

b. Proses pemisahan dalam tangki dengan agitator (pengaduk)

c. Uji endap apung (Smk dan float test)

Tujuannya memperkirakan atau merencanakan alat pemisahan dan sebagai

evaluasi. Medium yang dipakai adalah salah satu bahan organik dan harus

dilakukan dalam ruang asam agar gas-gas beracun bisa dihindari.

24



d. Ukuran-ukuran feed yang dapat dikerjakan dengan alat-alat

gravity concentration adalah :

No Feed Diameter 1 Jig 25mm – 75 μm2 Palong / Sluice box 3mm – 30 μm3 Humpary Spiral 3mm – 75 μm4 Shaking Table 3mm – 15 μm5 Niting table 100 μm – 5 μm

Secara sederhana proses heavy media separation adalah sebagai berikut:

Gambar skema proses heavy media separation

25

Padat

Magnetite dan air

Padatan berat

Ground dan size solids streams



Gambar Unique "Single-Drum / Double-Density"

Self-Contained Mini Heavy Media System

Karakteristik dari Unique "Single-Drum / Double-Density" Self-Contained Mini

Heavy Media System adalah:

- Recovery aluminium tinggi- Biaya operasi murah

- Susunanya padat (compact plant layouts)

- Proses dan pengkontrolan mudah

- Kapasitas produksi tinggi

Hasil dari heavy media separation system:

1. Furnace-ready Aluminium : densitas apung (float) tinggi

2. Logam berat (heavy metal) : densitas tenggelam (sink) tinggi3. Karet, Plastik dan Aluminium : densitas apung (float) rendah

Diantara berbagai macam scrap, ada suatu perbedaan di dalam densitas

adalah mungkin berlaku untuk proses pemisahan media berat. Media berat sangat

baik digunakan untuk pengasingan partikel ferrosilica dalam air. Sebagai

pengantar, umpan dimasukkan ke dalam medium ini. Bagian pecahan lighter akan

terapung dan bagian yang padat tenggelam.

26



Pada industri skala pabrik, medium memompa ke dalam suatu mesin

pemisah drum yang berputar, membuat sebuah bak air dimana tempat scrap

dipisahkan dengan dibenamkan (dicelupkan). Material ringan terapung dan

meluap bersama-sama dengan medium sedangkan material padat tenggelam ke

bawah drum yang naik. Tenggelam dan terapungnya suatu produk secara terus

menerus dilakukan pada penyaring drain-rinse untuk memindahkan mediaum

melekat material seperti medium melemahkan (dilute medium), setelah regenerasi

sesuai, maka diperoleh dan dikembalikan lagi ke sirkuit.

Untuk memeriksa scrap ukuran 1-20 cm, gunakan sebuah sistem pemisah

medium berat yang mana karakteristiknya recovery aluminium tinggi, biaya

pemrosesan rendah, dimensi pabrik terbatas, pproses dan kontrol mudah, serta

kapasitas pemindahan logam berat tinggi.

BAB III

PENUTUP

3.1 KESIMPULAN

Adapun kesimpulan dari pembahasan pada makalah ini adalah bahwa

proses pemisahan mineral ini bagian dari proses konsentrasi yang mana

memisahkan mineral berharga dari pengotornya. Untuk melakukan proses

27



konsentrasi dapat dilakukan dengan berbagai metode, diantaranya yang dibahas

dalam makalah ini yaitu konsentrasi gravitasi, konsentrasi magnetik, konsentrasi

elektrik, flotasi dan media berat (heavy media separation).

Dari kelima metode ini masing-masing memiliki ciri khas, alat dan

mekanisme pengolahanya sendiri.untuk konsentrasi gravitasi memisahkan mineral

berdasarkan berat jenis mineral dan fluida di dalamnya. Alat yang digunakan

untuk proses pengolahanya adalah jig, shaking table, dan sluice box. Konsentrasi

magnetik dan konsentrasi elektrik tentunya cara kerjanya hampir sama, hanya saja

konsentrasi magnetik menggunakan magnetik separator untuk memisahkan

mineral berdasarkan sifat kemagnetan yang dimilikinya. Sedangkan konsentrasi

elektrik menggunakan electric separator yang terdiri dari elektrodinamik separator

dan elektrostatik separator. Konsentrasi elektrik memisahkan mineral berdasarkan

sifat listrik yang dimiliki oleh mineral tersebut. Tujuanya adalah untuk melihat

mampu atau tidakkah mineral melewati arus listrik. Syarat utama mineral itu diuji

adalah mineral harus kering. Sedangkan proses pemisahan selain elektrik, mineral

boleh basah dan kering.

Flotasi merupakan proses pemisahan mineral yang memanfaatkan sifat

mineral itu mudah atau tidak dibasahi oleh air. Reagen kimia yang dipakai pada

proses flotasi meliputi pengatur pH, depresant, collector (kolektor) dan pembuih

(frother). Proses terakhir adalah pemisahan media berat yang mana memisahkan

mineral dalam sebuah tangki pemisah. Dalam proses ini berat jenis media sangat

berperan sehingga harus dijaga konstan dan mekanisme yang digunakan adalah

gaya Archimedes.

DAFTAR PUSTAKA

1. Catatan kuliah Pengolahan Mineral

2. David.J.Spottiswood, Errot.G.Kelly. 1982. Introduction to Mineral

Processing . John Willey and Sons, inc: Canada

3. http://localhost:/tgs%20baru/Extractive%20Metallurgy.htm

28

http://localhost/tgs%20baru/Extractive%20Metallurgy.htm

http://localhost/tgs%20baru/Extractive%20Metallurgy.htm



4. http://www.dur.ac.uk/malcolm.murray/stuff/flash.html Last Updated 10

September 2005

5. Sudarsono, Arief.1997. Diktat Kuliah TA 202 – Pengantar Metalurgi. Teknik

Pertambangan ITB: Bandung

29

http://www.dur.ac.uk/malcolm.murray/stuff/flash.html

http://www.dur.ac.uk/malcolm.murray/stuff/flash.html

tugas mineral

Documents