Humprey Spiral

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT 3.3. HUMPREY SPIRAL 3.3.1. Tujuan a.

Memahami mekanisme dan cara kerja alat

b.

Menentukan nilai recovery

3.3.2. Dasar Teori Humprey spiral merupakan alat penetrasi pemisahan mineral berat dan mineral ringan yang berbentuk spiral yang menggunakan gaya sentrifugal dan air

sebagai media konsentrasi.

Metode

pemisahan ini termasuk kedalam “gravity concentration”. Humprey Spiral juga merupakan kegiatan pemisahan antara concentrate dan tailing dengan menggunakan aliran air horisontal. Beberapa hal yang mempengaruhi humprey spiral dalam memperoleh hasil recovery yang baik antara lain : bidang aliran, kecepatan aliran dan berat jenis-jenis material, serta kekentalan dari cairan yang digunakan. (Syafi’i, 2012) Menurut Kamus Pengolahan Mineral dan Batubara, humphrey spiral merupakan alat pemisah antara mineral berat dengan mineral yang ringan berdasarkan prinsip kerja yang merupakan perpaduan antara gaya gravitasi dan gaya sentrifugal yang mengikuti aliran media air di atas talang peluncur yang berbentuk spiral.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.1. Kegiatan Humprey Spiral Humprey spiral berdasarkan fungsinya merupakan suatu alat pemisah bijih. Secara prinsip, pemisahan mineral-mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT yang horizontal. Di samping itu, specific gravity (berat jenis) dari mineral yang sangat menentukan terhadap keberhasilan dari operasi tersebut. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi, dan gaya sentrifugal. Humprey spiral terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai alat pemisah. Gaya-gaya yang mempengaruhi dalam proses pemisahan antara material konsentrat dengan material pengotornya

yang

menggunakan

humprey spiral

adalah gaya

sentrifugal, gaya dorong air, gaya gravitasi, dan gaya gesek. Proses pemisahan antara material konsentrat dengan material pengotornya ini dapat terjadi karena partikel-partikel material yang berat (berat jenisnya tinggi) cenderung akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel-partikel material yang ringan (berat jenisnya rendah) dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yang telah disebutkan di atas. Humprey spiral menggunakan gaya gerak serta dibantu aliran air untuk memisahkan concentrate dengan tailing. Di mana material yang mempunyai berat jenis lebih besar akan berada pada bagian dalam aliran serta material yang mempunyai berat jenis ringan akan berada pada bagian luar aliran, sedangkan biasanya material yang berada di tengah tengah aliran itu merupakan material yang memiliki berat yang sedang. Prinsip kerja dari alat ini adalah umpan dimasukkan kedalam kotak penampung umpan. Kemudian dengan menggunakan pompa air, larutan umpan dipompa ke atas spiral. Larutan umpan akan terlebih dahulu melewati hydrocyclon. Pada hydrocyclon umpan dipisahkan menjadi mineral berat dan mineral ringan. Mineral berat akan keluar dari hydrocylon melalui pipa bagian bawah, sedangkan mineral ringan keluar dari pipa bagian atas. Umpan memasuki saluran spiral dalam bentuk campuran yang hampir homogen. (Syafi’i, 2012) Ketika larutan air beserta umpan mengalir spiral,

pemisahan

terjadi

pada

mengelilingi

jalur

bidang vertikal. Pemisahan

biasanya terjadi sebagai hasil perpaduan dari hindered settling dan interstitial trickling. Pada spliter, Kelompok VII

yaitu lubang

daerah yang

berkecepatan

rendah diletakkan

didesain dan berfungsi sebagai

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT menampung mineral berat atau dalam hal ini adalah mineral berharga. Konfigurasi dan letak (posisi) dari spliter dapat diatur sesuai dengan konsentrat yang akan dihasilkan. Hasil akhir yang didapat pada pemisahan dengan menggunakan metode humprey spiral adalah konsentrat, middling dan tailing. Bentuk humprey spiral berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, semakin panjang lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya. Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral yakni feed dimasukkan ke dalam feed tank, melalui pompa feed dihisap masuk ke dalam cyclone. Di dalam cyclone cairan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang encer dialirkan ke atas ke dalam lounder sebagai wash water, sedangkan pulp yang kental melalui lounder dialirkan ke atas menuju feed box sebagai umpan. Karena bentuk lounder ini melingkar seperti spiral dari atas ke bawah, maka terjadi gerak arus sentrifugal, sehingga material yang ringan sebagai tailing akan terletak dibagian luar sedangkan yang berat ada di dalam sebagai konsentrat. Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam port (Syafi’i, 2012). Ada beberapa kondisi atau keadaan yang memungkinkan suatu proses pemisahan dengan menggunakan prinsip konsentrasi berat jenis dapat berlangsung secara efektif, yakni : a.

Keseimbangan proporsi air (fluida) Alat pemisah mempunyai suatu ketetapan atau kesesuaian berat jenis optimum untuk material umpan berupa pulp yang akan digunakan.

b.

Kehati-hatian dalam mempersiapkan material umpan (feed) Yakni berpengaruh pada proses penggerusan utama (primary grinding).

c.

Bebas atau bersih dari lumpur Adanya lumpur dapat mengakibatkan hasil yang kurang baik pada proses konsentrasi berat jenis, karena lumpur dapat meningkatkan kekentalan cairan yang digunakan, dan partikel yang berukuran – 10 mikro akan hilang dari material umpan awal.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT d.

Ukuran partikel harus relatif seragam Setelah proses screening (penyeragaman ukuran butir), apabila dilanjutkan dengan proses pemisahan butir-butir partikel yang telah diseragamkan terlebih dahulu ukuran butirnya tadi maka nilai perolehan hasilnya (recovery) akan lebih banyak (meningkat).

e.

Jika ada menggunakan pompa lumpur, tetap jaga kecepatan aliran karena mungkin saja kecepatan aliran tersebut akan berkurang ketika

material

suspensi

menghalangi

aliran

air

tersebut. (Fauza, 2012) Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya beberapa gaya yang bekerja, antara lain : a.

Gaya sentrifugal

b.

Gaya dorong air

c.

Gaya gravitasi

d.

Gaya gesek. Dalam proses pemisahan antara material konsentrat dengan

pengotornya, material pulp harus tetap dipertahankan agar besarnya prosen solid tetap berkisar antara 20 % hingga 30 %. Kapasitas produksi untuk proses pengolahan pada alat ini bisa mencapai 1 ton/ jam hingga 2 ton / jam dengan persen padatan (prosen solid) material umpan (feed) berkisar antara 25 % hingga 50 % dengan ukuran normal partikel material sebesar 20 mesh (Sukamto, 2001). Pemisahan dengan aliran spiral dilakukan dalam selapis air flowing film, memerlukan lahan yang relatif luas perunit. Konsentrat bersama tailing terhanyutkan pada talangan berbentuk spiral, sehingga ada gaya ke arah sentrifugal. Di dalam hal ini ringan dan kasar terlempar kearah luar dan yang berat terlempar kearah dalam. Tailing yang lebih berat hanyut di bagian dalam dan kemudian terperangkap pada

lubang

pembuangannya.

Sedangkan

dihanyutkan sampai bagian bawah spiral.

Kelompok VII

konsentrat

terus

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Spiral merupakan salah satu teknik atau metode konsentrasi berat jenis (gravity concentration) yang murah dari segi harga dan cukup efektif apabila digunakan. Mulanya alat ini digunakan pada proses pengolahan material pasir yang mengandung mineral rutil, zirkon, dan ilmenit. Alat ini juga digunakan pada proses pencucian batubara, yang biasanya digunakan untuk membersihkan material yang berukuran 0,2 mm hingga 1 mm.

Shale

Coal

*Sumber : http://www.shibang-china.com, 2013

Gambar 3.3.2. Gaya Sentripetal pada Humprey Spiral Spiral yang dirancang kurang lebih bertujuan sebagai tempat memutar suatu aliran yang mengalir cukup lambat dengan material umpan yang dialirkan mempunyai berat jenis yang tinggi. Alat pengkonsentrasi berupa spiral biasanya khusus dirancang untuk proses pengolahan

material

batubara

dengan

ukuran

partikel

tertentu. Keuntungan yang dapat diperoleh jika menggunakan metode konsentrasi berat jenis menggunakan alat spiral, adalah : 1.

Biaya pengolahan material secara keseluruhan yang relatif murah (biaya rendah)

2.

Perawatan yang mudah

3.

Memerlukan ruang atau luasan sebagai tempat peletakan (lantai) yang relatif tidak luas.

(Fauza, 2012)

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

*Sumber : http://www.mineraltechnologies.com, 2013

Gambar 3.3.3. Sebaran Material pada Humprey Spiral Alat pengkonsentrasi material berupa spiral telah digunakan sejak beberapa tahun yang lalu pada berbagai macam bidang penerapan proses pengolahan mineral, tetapi mungkin bidang penggunaan alat ini (spiral) yang lebih luas baru pada proses pengolahan material pasir yang mengandung mineral ilmenit, zirkon, dan monazite. Humprey spiral mulai diperkenalkan penggunaanya pada sekitar tahun 1943, yaitu saat dimulainya proses pengolahan material pasir kromit secara komersial. Secara umum alat ini terdiri dari saluran –saluran berputar yang dimodifikasi dengan bentuk penampang melintang setengah lingkaran. Material umpan (feed) pulp terdiri dari 15 % hingga 45 % padatan dari keseluruhan berat campuran pulp yang digunakan dan ukuran partikel materialnya berkisar antara 3 mm hingga 75 mikrometer yang dialirkan mulai dari bagian paling atas spiral, yang kemudian mengalir ke bawah secara berputar melalui bagian alas dari spiral tersebut hingga ke bagian yang paling akhir dari rangkaian alat ini. Partikel-partikel material konsentrat yang berukuran paling kasar dan paling berat akan mengalir melalui lapisan aliran yang berada pada sisi terdalam dari aliran tersebut. Secara prinsif, humprey spiral menggunakan gaya gerak serta dibantu aliran air untuk memisahkan konsentrat dengan tailing. Dimana material yang mempunyai berat jenis lebih besar akan berada pada bagian dalam aliran serta material yang mempunyai berat jenis ringan Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT akan berada pada bagian luar aliran, sedangkan biasanya material yang berada di tengah-tengah aliran itu merupakan material yang memiliki berat yang sedang. Maka dengan ini humprey spiral tersebut menghasilkan 3 jenis produk yaitu concentrate, middling, dan tailing. a.

Concentrate Concentrate merupakan mineral-mineral berharga yang terkumpul dan memiliki kadar yang tinggi dan bernilai ekonomis.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.4. Concentrate b.

Middling Middling merupakan bahan pertengahan atau campuran antara concentrate dan tailing.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.5. Middling

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT c.

Tailing Tailing merupakan bahan atau mineral yang tidak berharga (mineral pengikut atau gangue mineral).

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.6. Tailing Pemisahan mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida yang horisontal. Disamping itu specifik

gravity

dari

mineral

yang

sangat

menentukan

akan

keberhasilan dari operasi tersebut. Gaya-gaya yang berpengaruh pda proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi dan gaya sentrifugal, Alatnya berupa launder yang melingkar membentuk spiral, semaki panjang dari lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin ringgi kadarnya. a.

Gaya-Gaya yang Berpengaruh Dalam Proses Operasi. 1)

Gaya dorong air Gaya Dorong atau Prinsip Archimedes Sebagai gaya dorong (Fd) dimaksudkan berat yang "hilang", yang dialami sebuah benda bila benda tersebut diletakkan di atas air. Besar suatu gaya dorong adalah sama besarnya dengan jumlah suatu cairan yang ditekan oleh benda tersebut. Atau dengan kata lain, gaya dorong tergantung dari massa jenis cairan tersebut dan volumenya, sedangkan gaya tekan ke bawah oleh benda di air juga tergantung massa jenis benda tersebut serta volumenya. Dimana arah gaya dorong ke atas sedangkan berat benda(G) yang menekan cairan ke bawah

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT sesuai arah gravitasi. Percepatan (a) yang dilakukan cairan yang ditekan sama besarnya dengan percepatan gravitasi (g], sehingga yang memainkan peranan apakah suatu benda mengapung, melayang, atau tenggelam adalah massa jenis benda dan zat cair serta volume benda dan zat cair. Sesuai hukum Archimedes maka dapat kita katakan ada 3 hal yang dapat terjadi: a)

Mengapung bila G< Fd, massa jenis benda tersebut < massa jenis cairan.

b)

Melayang bila G=Fd, massa jenis benda tersebut = massa jenis cairan.

c)

Tenggelam bila G>Fd, massa jenis benda tersebut > massa jenis cairan.

2)

Gaya Gesek Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat persentuhan langsung antara dua permukaan benda, arah gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan. Dalam operasi ini gaya gesek akan sebandng dengan selisih beratjenis partikel dengan berat jenis fluida, sehingga partikel yang berat jenisnya besar akan memiliki gaya gesek yang besar pula untuk volume yang sama.

3)

Gaya Gravitasi Setiap mineral dalam operasi ini aka memperoleh percepatan gravitasi yang sama. Mineral dengan volume yang sama tetapi massa nya berbeda, maka mineral yang memiliki massa yang lebih besar akan mendapat gaya yang besar.

4)

Gaya Sentrifugal Gaya ini arahnya ke bagian luar dari suatu area yang berputar, sehingga akan memberikan pengaruh-pengaruh kepada mineral ringan untuk terlempar ke luar dan terkumpul sebagai tailing.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT b.

Bagian-Bagian Utama Dari Humprey Spiral 1)

Axis (Sumbu) Merupakan suatu pipa yang tegak di dalamnya berlubang sebagai saluran konsentrat untuk turun ke bawah.

2)

Cyclone Alat untuk memisahkan antara air yang bersih dengan air yang masih bercampur dengan material.

3)

Spliter Spitler

suatu

alat

untuk

mengatur

masuknya

konsentrat ke dalam port. Yaitu alat pengatur yang terdapat pada akhir proses di humprey spiral. Spiral memiliki splitter yang terletak dan terpasang pada dischargepoint (titik keluaran) dari trough. Splitter menghasilkan tiga pembagian: Refuse/ reject/ buangan, Middling and Product.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.7. Splitter Sebagai tambahan juga terdapat

auxiliary refuse

splitters yang diletakkan pada bagian yang lebih atas untuk lebih memudahkan membuang pyrite dan reject melewati jalur khusus yang terdapat pada bagian tengah/menempel pada kolom. Spiral ini biasa dipasang untuk single start, double start, atau triple start. Untuk double start atau lebih biasanya handel pengatur splitternya dijadikan satu sehingga bukaan splitter bisa dilakukan bersamaan.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT 4)

Port Port

merupakan

suatu

lubang

untuk

masuknya

konsentrat. 5)

Natch Merupakan lubang bukaan kecil yang apabila ada aliran wash water akan menimbulkan gerakan air sehingga konsentrat yang tidak tertampung terdorong.

6)

Stick Spiral Stick spiral merupakan alat yang digunakan untuk mengatur besarnya lubang bukaan pengotor yang dibuang.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.8. Stick Spiral 7)

Slide pirit Yaitu bagian yang berfungsi sebagai alat pengatur untuk membuang pengotor yang terdapat pada batubara.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.9. Slide Pirit 8)

Feed Tank Merupakan suatu tempat untuk menampung masuknya feed dan air atau pulp yang akan dilakukan pemisahan.

*Sumber:http://www.grahaexcel.com/images/tangki-bulat orange .jpg, 2013

Gambar 3.3.10. Feed Tank 9) Feed Box Merupakan tempat feed atau umpan yang akan dikonsentrasi 10) Riffle Berfungsi untuk merubah aliran turbulen menjadi aliran laminer, sehingga terjadi pemisahan di dalam lounder.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Spiral berfungsi untuk memproses material dengan ukuran kirakira 3 mm. Spiral memiliki 3 spliter di bagian atas pada setiap bank yang berfungsi untuk memisahkan material yang besar dan berat yang masuk ke spiral. Spliter - spliter tersebut harus selalu diperiksa kebersihannya.

*Sumber : http://nzdl.sadl.uleth.ca/cgi-bin/library.cgi?e=d, 2013

Gambar 3.3.11. Dividing Plates (Splitting Devices) Pada spiral juga terdapat spliter geser yang terletak pada putaran ke tiga dari atas atau di tengah-tengah bank yang bisa diatur posisinya untuk menurunkan ash produk. Di bagian bawah pada masing -masing bank terdapat dua buah cutter yang berfungsi untuk memotong middling dan reject keluar dari aliran. Humprey spiral terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai alat pemisahan. Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yang telah disebutkan di atas. Dalam pemisahan ini “slurry” harus tetap diperhatikan agar besarnya prosen solid sekitar 20% - 30%. Ketika slurry dari feeding mengalir di sepanjang jalur spiral, pada kecepatan yang stabil, semua solid yang lebih besar dari 100μm (0.1 mm) akan membentuk lapisan yang bergerak (loose moving bed) pada bagian dasar lintasan spiral, material yang paling berat akan menempati posisi paling dekat dengan bagian dasar dan bergerak paling lambat. Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Pada saat lapisan ini teraduk dan terbawa oleh aliran air, batubara yang lebih ringan akan berada dekat permukaan dan terbawa arus dengan lebih cepat. Dalam

proses

pemisahan

partikel

menggunakan

spiral

concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, antara lain : a.

Variabel Alat 1)

Tipe Spiral Tipe spiral berpengaruh terhadap kecepatan aliran alir, gaya sentrifugal yang dihasilkan dan jenis aliran.

2)

Posisi Spliter Posisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang akan ditampung sebagai konsentrat, tailing dan midling.

3)

Jumlah Spiral Pengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen. Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik.

4)

Ketinggian Spiral Ketinggian

sprial

akan

berpengaruh

terhadap

kemiringan (slope) spiral, yang akhirnya ikut menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state. 5) b.

Penampang melintang helix dan diameter

Variabel Operasi 1)

Derajat Liberasi dan Ukuran Feed Ukuran feed yang terlalu besar akan menyulitkan proses stratifikasi, karena akan ada partikel-partikel yang tidak dapat bergerak akibat tekanan air yang tidak kuat. Tetapi jika ukurannya terlalu kecil juga akan menyulitkan, karena akan banyak mineral berharga yang masuk ke tailing.

2)

Selang Ukuran Feed Selang ukuran umpan yang ideal adalah -35# sampai +48# (0,015 mm - 0,8 mm). Jika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi stratifikasi

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT pada lapisan di atas fluida. Jika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan. 3)

Laju Pengumpanan Jika laju pengumpanan terlalu besar, maka tidak akan terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. Karena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. Tetapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak efisien.

4)

Jumlah dan Kecepatan Aliran Air Pencuci (Wash Water) Jumlah

dan

kecepatan

aliran

air

pencuci

ikut

menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state. Hal ini dipengaruhi oleh kekuatan motor untuk memompa air dari tangki penampungan kembali ke atas spiral yang paling tinggi. 5)

Persen Solid Umpan Idealnya persen solid pada umpan adalah 15%. Pengaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pempompaan, sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis.

(Wills, 1978) Alat pengkonsentrasi berupa double spiral yang terdiri dari dua bagian spiral yang tersusun secara teratur tiap satu satuan jarak tertentu untuk masing-masing aliran pada suatu kolom tertentu. Alat ini (double spiral) sudah digunakan di Australia selama kurang lebih 20 tahun terakhir (berkisar sejak tahun 1959) dan kemudian diikuti penggunaannya. Alat pengkonsentrasi berupa spiral terbentuk atau mempunyai sudut

kemiringan

atau

tingkat

kecuraman

yang

bervariasi.

Penggunaan besar sudut yang landai digunakan pada berbagai kegiatan atau operasi pengolahan yang dapat dikatakan sulit yaitu yang melibatkan material yang mempunyai perbedaan berat jenis yang cukup dekat atau hampir sama. Sedangkan sudut yang lebih curam dapat diterapkan pada kegiatan pengolahan yang lebih besar kapasitasnya tetapi material konsentrat yang dihasilkan relatif lebih rendah kadarnya pada nilai perolehan material secara keseluruhan Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT yang dapat dikatakan tinggi dan perbedaan berat jenis material lebih rendah jika dibandingkan dengan material pengotor. Alat pengkonsentrasi berupa spiral terbentuk atau mempunyai sudut kemiringan atau tingkat kecuraman yang bervariasi. Penggunaan besar sudut yang landai digunakan pada berbagai kegiatan atau operasi pengolahan yang dapat dikatakan sulit yaitu yang melibatkan material yang mempunyai perbedaan berat jenis yang cukup dekat atau hampir sama. Sedangkan sudut yang lebih curam dapat diterapkan pada kegiatan pengolahan yang lebih besar kapasitasnya tetapi material konsentrat yang dihasilkan relatif lebih rendah kadarnya pada nilai perolehan material secara keseluruhan yang dapat dikatakan tinggi

dan

perbedaan

berat

jenis

material

lebih

rendah

jika

dibandingkan dengan material pengotor. (Fauza, 2012) Rata-rata kapasitas pengolahannya berkisar antara 1 ton/ jam hingga 3 ton/ jam pada tingkat kemiringan spiral yang cukup rendah, dan jika dibandingkan dengan tingkat atau kapasitas produksinya, pada spiral yang memiliki tingkat kemiringan lebih besar atau curam memiliiki kapasitas pengolahan dua kali lebih besar. Tinggi atau panjang

spiral biasanya lima kali lebih kecil ukurannya jika

dibandingkan dengan berat keseluruhan dari alat ini dan tiga kali lebih kecil ukurannya jika dibandingkan dengan ukuran unit alat pengolahan atau pencucian material lainnya. Oleh karena proses pengolahan dengan alat pengkonsentrasi berupa spiral ini mencakup atau meliputi dua tingkatan spiral, maka besarnya nilai efisiensi proses pemisahan sangat dipengaruhi oleh proses distribusi material pulp yang bekerja. Buruknya tingkat keseragaman ukuran butir dari material umpan akan mengakibatkan ikut turunnya nilai efisiensi operasi dan juga dapat berperan penting dalam turunnya nilai perolehan (recovery) material konsentrat. (Syafi’i, 2012) Spiral merupakan salah satu teknik atau metode konsentrasi berat jenis (gravity concentration) yang murah dari segi harga dan cukup efektif apabila digunakan. Mulanya alat ini digunakan pada proses pengolahan material pasir yang mengandung mineral rutil, zirkon, dan ilmenit. Alat ini juga digunakan pada proses pencucian

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT batubara, yang biasanya digunakan untuk membersihkan material yang berukuran 0,2 mm hingga 1 mm.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.12. Humprey Spiral Hal - hal

penting yang arus selalu diperiksa pada humprey

spiral adalah : a.

Periksa bahwa air clarified selalu mengalir pada spiral feed.

b.

Ukur % solid spiral, jika % solid di atas 35 % maka tambahkan air.

c.

Periksa distributor dan pastikan bahwa tidak ada jalur feed yang buntu.

d.

Periksa spiral dari kemungkinan terjadinya blok. Periksa cutter bagian atas dari kemungkinan terjadinya blok oleh material batubara

e.

Pastikan permukaan spiral selalu bersih dan tidak ada tumpukan material yang menghambat aliran.

f.

Periksa cutter bagian bawah agar selalu bersih dan bebas dari material yang akan menghambat aliran. Hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja dari humprey spiral

adalah: a.

Timbunan material yang akan menghambat aliran (sudah didiskusikan sebelumnya).

b.

Ukuran material feed - spiral akan memiliki unjuk kerja yang baik pada ukuran material - 1.5 mm x 0.125 mm.

c.

Feed rate masing-masing spiral mampu menerima feed sampai 3 ton per jam. Ini berarti spiral dapat menerima 3 ton /h x 24 = 72 t/h.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT d.

Feed Density (% Solid) - density feed dipengaruhi oleh feed rate, jumlah air yang ditambahkan pada feed. Dari pengujian diperoleh bahwa 30 % solid akan memberikan unjuk kerja yang baik pada spiral.

e.

Posisi Spliter - pada spiral terdapat 3 spliter di bagian atas pada masing-masing bank, spliter geser pada bagian tengah dan cutter pada bagian bawah. Dalam

proses

pemisahan

partikel

menggunakan

spiral

concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu: a.

Variabel Alat 1)

Tipe spiral

2)

Posisi spliter

3)

Jumlah spiral

4)

Ketinggian spiral

5) Penampang melintang helix dan diameter b.

Variabel Operasi 1)

Derajat liberasi dan ukuran feed

2)

Selang ukuran feed

3)

Laju pengumpanan

4)

Persentase solid umpan

5)

Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)

6)

Sifat-sifat material Pada proses pencucian material batubara, spiral biasanya

digunakan untuk mencuci atau memisahkan antara material konsentrat (batubara berukuran halus) dengan pengotornya (mineral lempung dan pengotor lainnya) yang memanfaatkan adanya gaya dorong air pada tempat yang melingkar dari spiral tersebut, sehingga batubara berukuran halus tersebut akan terlempar ke sisi luar dari dinding spiral jika dibandingkan shale (serpih). Pada

suatu

alat

pemisah

material

konsentrat

dengan

pengotornya yang menggunakan prinsip kerja dengan gaya gravitasi (gravity concentrator) dalam suatu media cair, terdapat suatu mangkuk atau wadah pemisah yang mempunyai dinding sisi dan dinding alas dimana kemiringannya dibuat mengarah ke bawah dan semakin menjorok ke dalam, yang dimaksud dengan dinding alas yaitu bagian Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT yang terdiri dari suatu alat pengkonsentrasi terpusat, jika suatu material yang dijadikan umpan (feed) dialirkan melalui bagian pengatur bukaan aliran menuju aliran air langsung, maka material ini akan mengalir pada kecapatan aliran yang cukup besar pada bagian spiral yang mempunyai radius putaran sedikit di bagian alasnya yang disebut dengan mangkuk (wadah) atau alat pengatur keluaran yang istilahnya (secara terminologi) disebut dengan splitter. (Suwandhi, 2007)

*Sumber : http://www.mineraltechnologies.com, 2013

Gambar 3.3.12. Humprey Spiral Alat pengatur untuk mengeluarkan partikel material yang mempunyai berat jenis yang paling tinggi terletak pada bagian paling bawah dari keseluruhan penampang melintang spiral tersebut. Air pembilas akan ditambahkan hingga melalui sisi atau bagian terdalam dari aliran tersebut, jika terjadi aliran ysng memotong sisi terluar dari lapisan atau bagian aliran dari material konsentrat. Lebar atau luasan dari aliran konsentrat yang terbentuk dikeluarkan melalui suatu bagian atau alat pengatur yang dikontrol oleh suatu alat pengatur yang dapat disesuaikan besar ukurannya sewaktu-waktu, yang disebut dengan splitter. Besarnya sudut kemiringan aliran konsentrat yang terbentuk dapat diatur dengan cara mengatur bagian dari slat pengatur yang terdapat pada bagian terbawah dari slat ini (spiral) yang secara cepat dapat berubah-ubah besar ukurannya, sehingga material pengotor dari material umpan akan keluar atau terbuang melalui bagian terakhir dari aliran pada spiral tersebut (Wills, 1979).

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Adanya ketidakberesan, kesalahan atau perbedaan kondisi operasi dapat dilihat secara visual pada spiral yang sedang beroperasi dan tentunya hal ini akan sangat membantu operator dalam mengidentifikasi dan mengambil tindakan yang diperlukan sesuai dengan permasalahan yang ada. Adapun tanda-tanda visual tersebut adalah menyangkut beberapa variabel di bawah ini, antara lain: a.

Feed size Oversize material akan mudah dilihat pada jalur spiral karena bentuknya yang terbuka sehingga jika terjadi penumpukan akan sangat mudah terlihat.

b.

Slimes content of pulp (kandungan lumpur dari pulp) Kandungan lumpur yang berlebihan secara umum akan membuat pulp menjadi kental dan menyulitkan partikel untuk di settling, secara visual bisa dilihat bahwa pulp akn menjadi kental atau berat untuk mengalir. Tempat yang paling baik untuk memeriksa kondisi ini adalah di under flow spiral product cyclone.

c.

Feed distribution Pemisahan pada distribusi atau pembagian feed ini bisa dilihat dengan bervariasinya kuantitas material pada setiap spiral start.

d.

Feed rate dan feed pulp density Permasalahan dengan kedua variable di atas bias dilihat melalui: 1)

Feed rate yang tinggi tetapi pulp density di trough-nya rendah.

2)

Feed rate-nya tetapi pulp density-nya tinggi dan semua feed– nya berputar di tengah atau berada dekat dengan kolom spiral.

e.

Selama spiral dioperasikan kita harus memastikan semua hal dibawah ini karena akan mengganggu proses separasi dan kualitas prodiksi, antara lain: 1)

Semua lubang distributor tidak tersumbat, semua distributor bekerja dan tidak buntu atau terjadi penimbunan dalam distributor.

Kelompok VII

2)

Reject splitter dalam kondisi bersih dan di set dengan benar.

3)

Tidak terjadi penimbunan pada permukaan

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT 4)

Semua lubang pengeluaran terbuka dan berjalan bebas

5)

Discharge splitter di set dengan benar dan tidak buntu

6)

Lounder tidak buntu atau overflow

7)

Tidak terdapat material yang oversize

8)

Pengukuran persen solid dari feed spiral antara 25 – 45 % pada pulp desity 1.5 dengan menggunakan marcy scale. Jika kurang atau lebih, atur dengan bukaan air pengencer pada lounder underflow desliming cyclone.

(Fauza, 2012) Faktor dibawah ini juga memberikan dampak yang serius terhadap proses sparasi oleh karena itu pengamatan dan penelitian perlu dilakukan untuk mengetahui bagaimana dan mengapa feed rate tidak sesuai dengan persyaratan desain. Hal-hal dibawah ini bisa mempengaruhi atau menimbulkan permasalahan pada kondisi feed yaitu : a.

Fluktuasi feeding plant

b.

Make up water berlebihan

c.

Make up water tidak cukup Beban

spiral

dan

pulp

density

yang

berlebihan

akan

menyebabkan spiral overload dan atau terjadi penyumbatan. Jika air pengecer tidak cukup untuk mempertahankan kondisi operasi yang baik maka sistem akan overload. Jika kondisi di atas terjadi periksa : a.

Terjadinya keausan/berlubang pada screen panel.

b.

Percikan disekitar tepian screen dan terdapat ruang bebas di antara screen.

c.

Bocor pada saluran feed.

d.

Buntu pada bagian discharge. Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja

humprey spiral ini adalah :

Kelompok VII

a.

Diameter bukaan luonder

b.

Kemiringan dari lounder

c.

Tinggi/panjang lounder

d.

Keseragaman ukuran butiran material

e.

Kecepatan aliran air sebagai wash water

f.

Fluida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral.

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Kelebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral antara lain : a.

Ongkos instalasi

b.

Ongkos perawatan rendah

c.

Ongkos operasi rendah

d.

Dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar, kadar konsentrat yang diperoleh bisa mencapai 80%. Kekurangan yang dihadapi pada pemisahan mineral dengan

menggunakan alat humprey spiral ini adalah : a.

Ukuran feed yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran feed antara 14 dan 400 mesh, tetapi bijih besi bisa di atas 10 sampai 10 mesh.

b.

Diperlukan suplay air yang cukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium wash water.

(Fauza, 2012) Dalam

proses

pemisahan

partikel

menggunakan

spiral

concentration, terdapat beberpa hal yang akan mempengaruhi cara kerja alata, antara lain : a.

Ukuran Butir dari Material

b.

Specific Gravity Adalah konsentrasi berdasarkan berat jenisnya. Metode pemisahan

secara

gravitasi

digunakan

untuk

pengolahan

beraneka bahan dan mineral (dari mineral berat kuarsa hingga batubara) dengan ukuran partikel kurang lebih 3 mm. Sampai saat ini banyak perusahaan masih menggunakan metode ini karena melibatkan biaya lebih murah dibandingkan metode flotasi, relatif sederhana dan menimbulkan dampak yang kecil bagi pencemaran lingkungan. Metode ini berpedoman kepada prinsip konsentrasi gravitasi yaitu pemisahan mineral melalui pemanfaatan perbedaan berat jenisnya pada saat bergerak melawan garvitasi dan gaya atau kekuatan lain, bertujuan untuk memisahkan secara efektif mineral pilihan dari mineral pengotor.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT Pergerakan partikel dalam suatu fluida tidak tergantung hanya berat jenisnya tetapi juga pada ukuran butirnya, semakin besar ukuran partikel lebih memberikan pengaruh terhadap pergerakan. Konsentrat yang dihasilkan biasanya memerlukan pembersihan oleh pemisah magnetic, pencucian atau beberapa metode

lain

untuk

menghilangkan

mineral-mineral

dengan

pengotor. Konsentrasi

berdasarkan

berat

jenisnya

(gravity

concentration) ada 3 macam yaitu : 1)

Flowing film concentration (aliran air horizontal) Merupakan proses konsentrasi berdasarkan berat jenisnya melalui aliran fluida yang tipis. Alat yang digunakan, yaitu :

2)

a)

Shaking Table (meja goyang)

b)

Sluice Box

c)

Humprey Spiral

Aliran air vertikal Merupakan proses konsentrasi berdasarkan ada aliran air ke atas. Pemisahan pada jig terjadi karena perbendaan SG, yang mana tiap mineral mengalami 3 peristiwa yaitu hindered settling, differrntial acceleration dan consolidation tricklink.

3)

SG media cairan berat Merupakan pemisahan berdasarkan atas SG cairan media dan SG mineral. Sebagai media adalah cairan berat yang umumnya tidak bereaksi langsung dengan material yang dipisahkan. Ada dua proses yaitu heavy media separation dan heavy liquid separation.

c.

Sifat kemagnetan Setiap mineral mempunyai sifat kemagnetan yang berbeda yakni ada yang kuat lemah dan bahkan ada yang sama sekali tidak tertarik oleh magnet. Berdasarkan sifat kemagnetan yang berbeda-beda itulah mineral dapat dipisahkan dengan alat yang disebut magnetic separator.

Kelompok VII

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN LABORATORIUM PENGOLAHAN PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT d.

Sifat permukaan mineral Permukaan mineral ada yang bersifat senang dan tidak senang terhadap gelembung udara. Mineral yang senang terhadap udara akan menempel pada gelembung udara sedangkan mineral yang tidak senang terhadap gelembung udara tidak menempel pada gelembung udara. Biasanya ada tiga reagent kimia yang ditambahkan yaitu collector, modifier dan frother. Reagent ini hanya menyelimuti permukaan mineral itu saja (tidak bereaksi dengan mineral). Dengan memberikan gelembung udara maka mineral akan terpisah, sehingga antara mineral yang dikehendaki dengan yang tidak dikehendaki dapat terpisah. Proses pemisahan semacam ini disebut flotasi.

(Fauza, 2012)

Kelompok VII