Post on 13-Apr-2016
description
BAB I
PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Pengolahan bahan galian merupakan suatu rangkaian kegiatan yang
terdiri dari beberapa tahap, yaitu preparasi, konsentrasi, dewatering dan
operasi tambahan lain yang diperlukan seperti feeding dan sampling.
Pengolahan ini dilakukan secara mekanis dan bertujuan untuk memisahkan
mineral berharga dari zat pengotornya agar menghasilkan produk yang kaya
mineral berharga (konsentrat) dan memiliki kadar tailing yang rendah.
Salah satu tahapan yang sangat penting dalam proses pengolahan
bahan galian adalah preparasi, karena ketepatan reduksi material akan
menentukan tahapan berikutnya (tahap konsentrasi) yang akan
memisahkan mineral berharga dengan zat pengotornya. Pada tahap preparasi
material yang akan diolah direduksi ukurannya melalui proses crushing dan
grinding.
Grinding merupakan tahap penggerusan material yang telah
dihancurkan dari alat-alat crushing dan direduksi dari ukuran 5 – 250 mm
menjadi 10 – 300 μm sesuai dengan kehalusan butir yang diperlukan. Tahap
ini biasanya menggunakan media penggerus berupa silinder baja, bola-bola
baja/ keramik dan batuan keras / natural.
Untuk mencapai kehalusan butir yang sesuai dengan kondisi bijih dan
spesifikasi pengolahan pada tahap berikutnya, maka terdapat berbagai alat
grinding yang dapat digunakan. Alat-alat ini bekerja dengan
menggunakan prinsip tekanan gerusan yang melibatkan gaya-gaya impak,
kompresi, robek, dan abrasi (gesek) yang terjadi dalam suatu silinder berputar
yang berisi bijih yang diolah dengan atau tanpa media grinding.
1
B. Tujuan Penulisan
Adapun tujuan dari penulisan makalah ini adalah sebagai berikut :
1. Mengetahui pengertian, prinsip kerja serta tujuan dilakukan grinding
2. Mengetahui Mekanisme Grinding
3. Mengetahui klasifikasi alat grinding
4. Mengetahui beberapa macam alat grinding, cara kerja alat-alat grinding,
serta bahan galian yang digunakan pada masing-masing alat.
C. Manfaat Penulisan
Manfaat penulisan makalah ini adalah sebagai berikut:
1. Makalah ini dapat dijadikan sebagai bahan bacaan untuk tema terkait.
2. Menambah pengetahuan tentang grinding dan media yang digunakan.
2
BAB IIPEMBAHASAN
A. Penggerusan/Grinding
Operasi penggerusan merupakan tahap akhir dari operasi pengecilan ukuran bijih atau
kominusi. Pada tahap ini bijih dikecilkan ukurannya sampai pada ukuran pemisahan.
Mekanisme pengecilannya melibatkan gaya-gaya seperti impact, kompresi,
attrition/abrasi dan shear.
Bijih mempunyai ukuran optimum yang ekonomis agar dapat dipisah secara mekanik
dengan memanfaatkan sifat-sifat fisiknya. Ukuran optimumnya tergantung pada ukuran
liberasi dari mineral berharga atau gangue dan ukuran pemisahan yang diperlukan pada
proses berikutnya.
Bijih yang kurang tergerus, akan menghasilkan bijih berukuran kasar dan mineral
berharga tidak terbebaskan dari ikatannya dengan gangue. Hasil konsentrasi tidak
optimum, yang direpresentasikan oleh recovery yang rendah atau kadar yang rendah.
Kurang tergerusnya bijih dapat dilihat dari pemakaian energi yang rendah. Sebaliknya
bila bijih tergerus berlebihan, maka penggerusan akan menghasilkan ukuran bijih yang
terlalu halus. Hal ini dapat menghasilkan bijih dengan liberasi yang tinggi. Hasil
pemisahan dapat meningkatkan kadar mineral berharga dalam konsentrat, namun
ukuran yang terlalu halus dapat menurunkan recovery. Bijih yang tergerus berlebihan
menyebabkan pemakaian energi yang besar.
Operasi penggerusan, grinding dapat dilakukan secara kering atau basah. Beberapa
kriteria yang digunakan untuk penentuan grinding dilakukan secara kering atau basah
adalah:
1. Pengolahan berikutnya dilakukan secara basah atau kering. Pengolahan
mineral/bijih pada umumnya dilakukan secara basah. Pada umumnya operasi
konsentrasi atau pemisahan mineral dilakukan dengan cara basah. Namun
penggerusan klingker untuk menghasilkan semen selalu cara kering.
2. Penggerusan cara basah memerlukan energi lebih kecil dibanding cara kering.
3
3. Klasifikasi/sizing lebih mudah dan memerlukan ruang yang lebih kecil
dibandingkan cara kering.
4. Lingkungan pada penggerusan cara basah relatife lebih bersih dan tidak
memerlukan peralatan untuk menangkap debu.
5. Penggerusan cara kering mensyaratkan bijih yang betul-betul kering. Sehingga
memerlukan operasi pengeringan terlebih dahulu.
6. Pada penggerusan cara basah, konsumsi media gerus dan bahan pelapis relative
lebih banyak, karena terjadi korosi.
Tujuan dilakukan grinding :
• Untuk melapaskan/membebaskan ikatan antara satu mineral dengan mineral
pengikutnya yang terbentuk bersama2
• Untuk memperkecil ukuran dari mineral berharga yang sudah dibebaskan
• Dalam beberapa pengolahan min logam (min industri), grinding diperlukan
untuk memenuhi kebutuhan pasar
• Dalam hydro metalurgy grinding ditujukan agar mineral berharga dapat kontak
dengan leach/pelarut
B. Mekanisme kerja grinding
Mekanisme kerja dari grinding ini adalah dengan memanfaatkan gaya-gaya yang
bekerja untuk memecah umpan atau material yang terjadi dalam suatu silinder
berputar yang berisi bijih yang diolah dengan atau tanpa media grinding. Gaya
tersebut antara lain :
a. Impak atau penekanan, dimana gaya diberikan hampir ke seluruh
permukaan partikel.
b. Chipping, dimana gaya memiliki sudut tertentu.
c. Abrasi (gesek), dimana gaya paralel terhadap permukaan partikel.
4
Gambar 1. Gaya-gaya yang Bekerja pada Proses Grinding. a) impak (compression), b) chipping, c) abrasion
C. Media Grinding
Media grinding adalah media yang digunakan dalam proses penggerusan bahan
galian dalam proses comminution. Media yang digunakan memiliki kekerasan
tertentu tergantung kepada bahan galian yang akan direduksi ukurannya. Media
grinding antara lain:
a. Media Bola Baja
1) Ball mill; media bola baja.
2) Tube mill; mirip dengan ball mill.
b. Media Batangan silinder baja : Rod mill
c. Batuan keras : Pebble Mill
d. Tanpa Media Grinding
1) Autogenous mill
2) Tower Mill
D. Alat-Alat Grinding
1. Ball Mill
Ball Mill menggunakan media gerus berbentuk bola yang terbuat dari baja. Diameter
media gerus bervariasi mulai dari 25 sampai 150 centimeter. Panjang mill, L dan
diameternya , D, relative sama, L = D. Proses penghaluskan terjadi karena mesin
grinding yang berputar sehingga ball di dalamnya ikut menggelinding, menggerus dan
menggiling seluruh material di dalam grinding sampai halus. Jika kecepatan putaran
terlalu cepat maka bola – bola yang ada di dalam mesin grinding akan menempel pada
5
tabung dan hasil yang dihasilkan tidak akan bagus jadi pengaturan harus disesuaikan
untuk hasil yang maksimum.
Mesin ball mill adalah salah satu jenis mesin penggiling yang digunakan untuk
menggiling suatu bahan material menjadi bubuk yang sangat halus. Mesin ini biasanya
digunakan dalam proses pembuatan cat, keramik, semen, kembang api, batu bara,
pigmen, felspar untuk tembikar, dan serbuk laser untuk mesin cetak 3D.
Berdasarkan cara pengeluaran produknya, atau discharge, ball mil ldibedakan
menjadi overflow mill dan grate discharge mill.
Pada overflow mill, produk hasil penggerusan keluar dengan sendirinya pada
ujung satunya, ujung pengeluaran.
Sedangkan pada grate discharge mill, produk keluar melalui saringan yang
dipasang pada ujung pengeluaran. Produk dapat keluar dengan bebas,
permukaan dalam mill rendah, lebih rendah dari overflow. Hal ini dapat
menghindari terjadinya overgrinding.
Gambar 2. Skematika Ball Mill
Gambar 3. Ball Mill
6
Air yang digunakan pada ball mill akan membentuk kekentalan tertentu, sehingga pulp
dapat melekat dan meyelimuti bola dan liner. Pulp harus relative encer agar pulp dapat
bergerak dengan leluasa di dalam mill. Ball mill biasanya beroperasi dengan 70 – 80
persen solid, padatan. Adapun keuntungan memakai mesin ball mill dalam proses
produksi antara lain :
1. Biaya instalasi rendah
2. Energi listrik yang diperlukan relatif rendah
3. Sangat cocok digunakan untuk produksi yang beroperasi secara terus menerus
4. Bisa digunakan untuk segala jenis material dengan kepadatan tinggi
5. Cocok digunakan sebagai mesin penggiling di daerah terbuka
2. Tube Mill
Prinsipnya sama dengan ball mill, perbedaanya hanya panjangnya antara 2 kali
diameternya, grinding media menggunakan bola- bola baja. Selain itu, tube mill
memiliki 2 kompartmen, sehingga ukuran produk yang dihasilkan lebih halus
dibandingkan ball mill yaitu <45 μm.
Gambar 4. Tube Mill
Tube Mill adalah peralatan utama untuk memproduksi semen dan penggilingan bahan
baku, klinker, batubara, batu kapur dan bahan campuran lainnya.
3. Rod Mill
Rod Mill menggunakan media gerus berbentuk batang selinder/batang besi sebagai
penganti bola baja yang panjangnya hampir sama dengan panjang mill. Media gerus
7
biasanya terbuat dari baja dan disusun sejajar dalam mill. Dimensi Panjang L jauh lebih
besar daripada diameter D ( L > D), biasanya panjang mill 1,5 sampai 2,5 kali
diameternya.
Digunakan untuk memproduksi agregat halus (pasir) di agregat beton manufaktur
langkah, untuk memproduksi kokas, serta untuk grinding utama bijih besi.
Rod mill diklasifikasikan berdasarkan cara mengeluarkan produknya.
Overflow mill, umpan masuk dari salah satu ujung mill, dan keluar dari ujung
lainnya secara overflow. Overflow mill paling banyak digunakan pada
penggerusan cara basah.
Gambar 5 . Skematika Rod Mill, Overflow Mill
Centre peripheral discharge mill, umpan masuk pada kedua ujung mill, dan
produk keluar dari bagian tengan shell. Penggerusan dapat dengan cara basah
maupun cara kering. Mill ini menghasilkan produk yang relative kasar.
Gambar 6. Skematika Rod Mill, Centre Peripheral Discharge Mill
8
End peripheral discharge mill, umpan masuk pada salah satu ujung mill, dan
produk keluar dari ujung yang lainnya melalui shell. Mill ini biasanya digunakan
untuk penggerusan cara kering.
Gambar 7. Skematika Rod Mill, End Peripheral Discharge Mill
Pada cara basah air berfungsi sebagai alat transportasi untuk membawa bijih yang sudah
berukuran halus ke tempat yang sesuai dengan ukurannya. Bijih yang sudah halus akan
terdorong air ke arah pengeluaran. Rod mill umumnya beroperasi dengan 30 – 35 persen
solid, padatan.
Gambar 8. Batang-batang baja penggerus dalam silinder Rod Mill
9
Gambar 9. Rod Mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja
4. Pebble Mill
Pebble Mill merupakan media gerus menggunakan bola keramik atau batuan yang
sangat keras. Mill ini memiliki Dimensi panjang mill L relative sama dengan
diameter mill D, L = D. Cara kerja sama dengan ball mill, perbedaannya yaitu pada
media penggerusnya.
10
Gambar 10. Pebble Mill
5. Autogeneous Mill
Pada Autogeneous Mill media gerus menggunakan bijih itu sendiri. Dimensi
panjang mill L relative lebih kecil daripada diameter mill-nya, L < D. Pada mill ini
bijih akan menggerus bijih. Penggerusan dilakukan terhadap bijih yang datang dari
tambang atau bisa dari keluaran operasi peremukan tahap pertama. Penggerusan dapat
dengan cara basah atau kering, dan mekanisme penggerusannya sama dengan ball mill.
Autogeneous Mill dapat dilakukan dengan atau dalam ball mill, cascade mill atau
aerofall mill. Cascade mill berupa mill yang memiliki diameter 3 sampai empat kali
panjang mill. Sedangkan aerofall seperti cascade, namun pada liner dipasang sekat yang
dapat membawa bijih ke tempat yang lebih tinggi.
Autogeneous seluruhnya, bijih dari tambang dapat masuk langsung ke dalam
mill. Seluruh muatan mill adalah bijih dari tambang dan saling gerus.
Autogeneous sebagian, muatan mill berupa bongkah-bongkah besar bijih
dicampur dengan bijih yang telah diremuk dengan alat lain. Pada mill ini
bongkah-bongkah besar bertindak sebagai media gerus.
Semi Autogeneous, bijih dari tambang dicampur dengan media gerus, bola baja
pejal. Jadi isi mill adalah bijih dari tambang langsung masuk mill dan tercampur
dengan media gerus yang sudah ada dalam mill.
11
Gambar 11. Autogenous Mill
Autogenous dan semi-autogenous pabrik dirancang untuk grinding atau bijih hancur
primer, dan yang paling banyak digunakan dalam konsentrator global. Beberapa
keuntungan Autogenous adalah :
1. Modal kecil
2. Dapat dipakai dalam keadaan basah
3. Tenaga kerja sedikit
4. Biaya grinding media lebih kecil
Pabrik SAG terutama digunakan di tambang emas, tembaga dan platina. Selain itu,
diaplikasikan dalam industri timah, seng, perak, alumina dan nikel.
6. Tower Mill
Tower mill digunakan untuk operasi penggerusan yang sangat halus, ruang
dimana terjadi pengerusan / grinding bentuknya vertikal dan bagian dalamnya
dilengkapi dengan alat yang melingkar berbentuk spiral dari atas ke bawah yang
dapat memberikan gerakan melingkar terhadap grinding media yang turun ke bawah.
Umpan beserta air dimasukkan dari bagian atas kemudian batuan mineral
menggelundung kebawah diatas pelat yang melingkar. Prinsip kerja dari tower mill
adalah dengan memberikan tekanan pada batuan yang ada di dalamnya. Saat alat yang
berbentuk spiral yang berada didalam tower mill berputar maka batuan akan jatuh
kebawah dan akan mendesak batuan sampai batuan tersebut hancur.
12
Penggunaan tower mill dapat diterapkan secara luas untuk berbagai bijih (termasuk bijih
emas, bijih perak, bijih tembaga, bijih nikel, bijih mangan, bijih besi, seng & ore) dan
ultrafine grinding partikel padat.
Gambar 12. Tower Mill
Beberapa keuntungan tower mill :
1) Membutuhkan area yang kecil
2) Tidak berisik
3) Efisien dalam pemakain energi
4) Rendah modal dan biaya operasi
13
BAB IIIPENUTUP
Berdasarkan pembahasan pada bab sebelumnya, dapat
disimpulkan beberapa hal:
1. Operasi penggerusan merupakan tahap akhir dari operasi pengecilan ukuran
bijih atau kominusi. Pada tahap ini bijih dikecilkan ukurannya sampai pada
ukuran pemisahan. Mekanisme pengecilannya melibatkan gaya-gaya seperti
impact, kompresi, attrition/abrasi dan shear.
2. Mekanisme kerja grinding adalah dengan memanfaatkan gaya-gaya impak
(penekanan), chipping, dan abrasi (gesek).
3. Media grinding terbagi menjadi 4 jenis yaitu :
1) Media bola baja
2) Media silinder besi/baja
3) Media batuan/keramik keras
4) Tanpa media
4. Jenis-jenis alat grinding yaitu :
1) Ball Mill
2) Tube Mill
3) Rod Mill
4) Pebble Mill
5) Autogeneous Mill
6) Tower Mill
14
DAFTAR PUSTAKA
Afif Husnul Fadhillah. 2008. Studi Pra-Feasibilitas Desain Sirkuit
Benefisiasi Logam Tanah Jarang Berbasis Pasir Monazite. Skripsi
Universitas Indonesia
Nurhakim. 2007. Bahan Galian Industri untuk Teknik Kimia. Banjarbaru:
Universitas Lambung Mangkurat Press
15