Pengolahan bahan galian merupakan proses pemisahan mineral berharga dan ini mineral tidak berharga, yang dilakukan secara mekanis sehingga akan mengahasilkan produk yang kaya mineral berharga (konsentrat). Proses pemsiahan ini didasarkan atas sifat fisik mineral maupun sifat kimia fisika permukaan mineral. Dengan melakukan pengolahan bahan galian diharapkan akan didapatkan beberapa keuntungan baik secara ekonomis maupun teknis, antara lain:
1. Secara ekonomis
- Mengurangi ongkos angkut tiap ton logam dari lokasi penambangan ke pabrik peleburan karena sebagaian mineral tidak berharga telah terbuang selama proses pengolahan dan kadat bijih telah ditingkatkan.
- Mengurangi jumlah flux yang ditambahkan dalam peleburan serta mengurangi metal yang hilang bersama slag
- Menurunkan biaya peleburan tiap ton logam yang dihasilkan.
2. Secara teknis
- Bila dilakukan pengolahan akan menghasilkan konsentrat yang mempunyai kadar mineral berharga relatif tinggi, sehingga lebih memudahkan untuk diambil metalnya.
- Adanya kemungkinan konsentrat mengandung lebih dari satu mineral berharga maka ada kemungkinannya dapat diambil logam lain sebagai sampingan.
Bagan Alir Tahapan Pengolahan Bahan Galian
Dalam pengolahan bahan galian dilakukan dalam tiga tahapan utama yaitu Preparasi, Konsentrasi dan Dewatering. Masing-masing tahapan tersebut akan dijelaskan sebagai berikut:
A. PREPARASI
Merupakan proses persiapan sebelum dilakukan proses konsentrasi. Preparasi dilakukan melaui beberapa tahap, yaitu:
1. Kominusi
Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi bijih. Yang dimaksud dengan proses meliberasi bijih adalah proses melepaskan bijih tersebut dari ikatannya dengan menggunkan crusher dan grinding mill. Kominusi terbagi dalam tiga tahap yaitu:
1. Primary Crushing
Merupakan tahap pengancuran yang pertama, untuk material yang berukuran besar ± 84 x 60 inchi dan produknya berukuran 4 inchi. Alat-alat yang digunakan dalam primary chrushing:
a. Jaw crusher
b. Gyratory crusher
2. Secondary Crushing
Merupakan tahap lanjutan dari primary crushing dimana ukran umpan lebih kecil dari 6 inchi dan produknya berukuran 0,5 inchi. Alat-alat yang digunakan:
a. Jaw crusher (kecil)
b. Gyratiry crusher (kecil)
c. Cone crusher
3. Fine Crushing (Grinding Mill)
Milling merupakan lanjutan dari proses primary crushing dan secondary crushing. Proses penghancuran pada milling menggunkan shearing stress.
Milling dklasifikasikan menjadi beberapa macam berdsarkan:
a. Bentuk Cell
b. Grinding media
2. Sizing
Merupakan pengelompokan mineral, dapat dilakukan dengan beberapa cara,yaitu:
- Screening
Prosedur pemisahan komponen-komponen campuran dapat dikelompokan menjadi dua golongan yaitu secara operasi difusional (diffusional operation) dan pemisahan mekanik (mechanical separation). Operasi diffusional adalah prosedur pemisahan berdasarkan atas perpindahan fase atau perpindahan fase ke fase yang lain, sedang pemisahan mekanik adalah prosedur pemisahan yang meliputi partikel zat padat.
Pemisahan secara mekanik ditujukan untuk campuran yang heterogen dengan besar ukuran partikel lebih besar 0,1µm. teknik pemisahannya didasarkan atas besaran-besaran fisika antara lain: ukuran, bentuk dan densitas.
Screening adalah proses pengelompokan material berdasarkan ukuran lubang ayakan sehingga ukurannya seragam. Bahan yang ditahan oleh ayakan disebut oversize, yang melewati (lolos) disebut undersize.
Tujuan dilakukan screening adalah:
- Mempertinggi kapasitas unit operasi lainnya
- Mencegah terjadinya over crushing atau over grinding
- Memenuhi permintaan pasar
- Menyempurnakan langkah dalam “concentration process”
Kadangkala pengayakan terjadi bertingkat-tingkat, sehingga akan didapatkan hasil dengan berbagai fraksi ukuran (sized fraction) yang berjenjang dari fraksi yang maksimum dan fraksi yang minimum. Pengayakan juga dapat dilakukan pada kondisi basah, tetapi pada umumnya pengayakan dilakukan pada kondisi kering.
Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan material untuk menerobos lubang ayakan adalah:
- Ukuran bukaan ayakan
- Ukuran relatif partikel
- Pantulan dari material
- Kandungan air
Berdasarkan bentuk permukaannya, screen terbagi atas:
- Parallel rod screen
- Panched plate
- Woven wire screen
3. Classifying
Kecepatan pengendapan tergantung pada ukuran, bentuk dan berat jenis partikel. dalam classifying ini partikel kasar, berat dan berbentuk bulat akan mengendap lebih cepat daripada partikel yang ringan dan berbentuk tidak teratur.
Berdasarkan media pemisahnya, classifying terdiri atas:
- Sorting classifier menggunakan cairan kental
Pada sorting classifier, kondisi pengendapannya adalah “hindered setting” yaitu pengendapan yang mengalami hambatan meskipun dalam media yang kental. Mineral yang mempunyai berat jenis yang berat akan lebih dahulu mengendap jika dibandingkan dengan mineral yang mempunyai berat jenis ringan. Contoh-contoh yang termasuk dalam sorting classifier adalah Evan classifier, Fahrenwald sizer dan Hydrotator classifier.
- Sizing classifier menggunkan cairan encer
Dalam sizing classifier diperlukan penambahan air disamping air yang telah ada dalam suspensi. Sizing classifier ini menggunakan kondisi free settling yaitu pengendapan dari material secara individu yang mengendap secara langsung/tanpa hambatan dari material lain. Classifier dibagi menjai dua macam yaitu: settling cone dan mechanical classifier.
- Sizing classifier menggunakan udara.
Pada sizing classfier karena menggunakan udara maka classifier ini sering disebut dengan pneumatic classifier. Kebanyakan penggunaan classifier ini adalah untuk menghilangkan debu-debu dengan menggunakan hembusan udara yang dilengkapi dengan alat pengumpul debu/kotoran.
Pemisahan partikel-partikel dalam alat ini dipengaruhi oleh:
- Distribusi ukuran, bentuk butir, berat jenis, kelembaban dari partikel itu.
- Sifat permukaan, besarnya gaya yang ditimbulkan dari alat yang digunakan.
Classifier dengan media udara ini dibedakan menjadi dua bagian yaitu:
- Berdasarkan gravitasi
- Berdasarkan inersia (movement)
Kapasitas classifier dipengaruhi oleh:
- Kemiringan alat
- Kecepatan masuknya umpan
- Dilution yaitu perbandingan antara air dengan solid
- Kecepatan penggarukkan.
B. KONSENTRASI
Merupakan suatu proses pemisahan antara mineral berharga dengan mineral tak berharga sehingga didapatkan kadar yang lebih tinggi dan menguntungkan.
Ada beberapa cara pemisahan yang mendasarkan pada sifat fisik mineral diantaranya adalah:
a. Warna, kilap dan bentuk kristal
Konsentrsi yang dilakukan dengan tangan biasa (hand picking/hand sorting)
b. Gravity concentration
Konsentrasi yang berdasarkan pada berat jenis.
c. Sifat kemagnetan
Mineral dipisahkan berdasarkan sifat kemagnetan yang dimiliki. Alat yang biasa digunakan adalah magnetic separator. Alat ini berkerja berdasarkan kuat lemahnya mineral; tersebut tertarik oleh magnet sehingga antara mineral magnetis dan non magnetis dapat dipisahkan. Pemisahan dapat dilakukan dalam keadaan kering ataupun basah.
d. Daya hantar listrik
Alat yang biasa digunakan adalah high tension separator atau electro static separator yang hasilnya berupa mineral konduktor dan non konduktor. Proses ini selalu dilakukan dalam keadaan kering.
e. Sifat permukaan mineral
Permukaan mineral ada yang bersifat senang dan tidak senang terhadap gelembung udara. Untuk mengubah mineral yang senang terhadap air menjadi senang terhadap udara biasanya digunakan reagent kimia seperti Collector, Modifier dan Frother. Dengan memberikan gelembung udara maka mineral akan terpisah. Sehingga antara mineal yang dikehendaki dan tidak dikehendaki dapat dipisahkan. Proses semacam ini biasanya disebut sebagi flotasi.
C. DEWATERING
Merupakan proses pemishan antara cairan dengan pedatan. Proses ini dilakukan dalam beberapa tahapan yaitu:
1. Thickening
Yaitu proses pemisahan antara padatan dengan cairan berdasarkan atas kecepatan mengendap partikel atu mineral dalam suatu pulp. Alat yang biasanya digunakan adalah thickener.
Tahapan yang dilakukan dalam thickening adalah:
a. Flocculating
Didalam pengendap partikel-partikel yang halus seringkali mengalami kesukaran karena partikel sangat kecil. Untuk itu dilakukan penggumpalan terlebih dahulu, dengan demikian partikel akan membentuk gumpalan yang relative akan lebih cepat mengendap. Untuk menggumpalkan perlu ditambahkan reagent yaitu “flocculation agent”.
b. Sedimentasi
Merupakan tahap pengendapan dari gumpalan-gumpalan yang terbentuk. Kecepatan pengendapan tergantung pada ukuran, bentuk, densitas dan jenis partikel. Padatan yang mempunyai densitas yang lebih tinggi akan lebih cepat mengendap karena gaya berat (gravitasi) lebih besar. Untuk yang memiliki ukuran bahan yang kecil dan memiliki densitas yang rendah, cara pengendapannya dilakukan dengan mengelompokan partikel-partikel yang terlarut menjadi satu kesatuan (flokulasi) sehingga mempunyai densitas yang lebih besar baru kemudian diendapkan. Flokulasi dapat dilakukan dengan menambahkan bahan-bahan kimia seperti tawas atau dengan cara melakukan pengadukan secara perlahan-lahan.
c. Compaction
Merupakan tahap pemadatan dari gumpalan-gumpalan yang telah mengendap pada dasar thickener.
d. Elemination
Merupakan tahap pengeluaran hasil pemisahan cairan yang telah jernih karena telah bebas dari solid dan dikeluarkan sebagai overflow melalui bagian atas dan underflow dikeluarkan melalui bagian bawah
2. Filtarsi
Proses filtrasi adalah proses pemisahan padatan dari campuran fasa cair. Pada filtrasi secara garis besar pemisahannya adalah material ditampung dalam suatu filter maka material tersebut akan tetap berada di atas filter sedangkan air akan lolos meninggalkan filter. Lolosnya air ini disebabkan adanya gaya dorong. Gaya dorong ini dapat berupa gaya gravitasi, gaya tekan dan gaya sentrifugal. Proses filtrasi akan memerlukan perlakukan khusus bila padatan yang akan dipisahkan mulai terdeformasi dan akan sukar tertahan pada medium penyaringnya.
Dalam setiap filtrasi, filter medium selalu menahan partikel solid yang dihasilkan sebagai “porous cake” dan ini dapat dipisahkan secara kontinyu maupun diskontinyu.
Jadi bila tekanan diberikan pada pulp yang akan melalui porous media maka air pulp akan mengalir melalui pori media dengan kecepatan yang tergantung pada perbedaan tekanan dari kedua bagian yang tergantung pada gesekan selama mengalir. Pori-pori dari filter lebih besar daripada butir partikel dan akan membentuk jembatan sehingga akan membentuk pori-pori baru yang merupakan “cake”. Akibatnya semakin lama jalannya filtrasi akan semakin lambat.
Kapasitas filter tergantung pada:
- Area filter
- Perbedaan tekanan antara kedua bagian filter
- Penampang rata-rata dari pori
- Jumlah pori tiap unit area filter
- Tebal filter cake area
Bedasarkan gaya dorongnya, filter terbagi menjadi:
- Gravity filter
- Suction Filter
- Batch Vacum filter
- Centrifugal filter
- Pressure filter
Campuran-campuran tertentu seperti suspensi, padatan lumpur atau larutan-larutan tertentu (produk bioproses) sulit difiltrasi secara langsung. Hal ini disebabkan campuran tersebut merupakan fluida yang sangat non-newtonian dimana cake yang terbentuj sangat compressible, sehingga cake dapat dengan mudah terdeformasi menjadi lapisan yang tidak permiabel. Oleh sebab itu umpan yang akan dimasukkan dalam proses filtrasi perlu mendapat perlakuan awal seperti dipanaskan, koagulasi dan flokulasi ataupun diadsorpsi terlebih dahulu
3. Drying
Adalah proses penghilangan air dari padatan dengan cara pemanasan sehingga padatan benar-benar bebas dari cairan. Pada drying pemisahannya dilakukan dengan cara penguapan (evaporasi. Dalam hal ini jumlah energi yang digunakan per unit massa dari liquid besar karena “specific heat” dan “laten heat” penguapan air besar sehingga sering membuat kesulitan dalam pengolahan bahan galian dan memperbesar biaya operasi.
Metode drying terbagia atas tiga hal,yaitu:
- Flash Drying
- Rotary drying
- Rubble-hearth drying
nice
BalasHapus