4

BAB II

LANDASAN TEORI

2.1. Pengolahan Bahan Galian

Pengolahan bahan galian merupakan proses pemisahan mineral berharga dari

mineral tidak berharga (gangue), yang dilakukan secara mekanis, menghasilkan

produk yang kaya mineral berharga (konsentrat) dan produk yang mineralnya

berkadar rendah (tailing). Pengolahan bahan galian (mineral dressing) adalah

istilah umum yang biasa dipergunakan untuk mengolah semua jenis bahan galian

hasil tambang yang berupa mineral, batuan, bijih atau bahan galian lainnya yang

ditambang atau diambil dari endapan-endapan alam pada kulit bumi untuk

dipisahkan menjadi produk berupa satu macam atau lebih bagian mineral yang

dikehendaki dan bagian lain yang tidak dikehendaki yang terdapat bersama-sama

di alam. Mineral yang dikehendaki biasanya disebut juga mineral berharga karena

nilai ekonominya, sedangkan mineral yang tidak dikehendaki disebut mineral

buangan (waste). Pada akhir proses pengolahan akan diperoleh dua macam hasil

yaitu konsentrat yang sebagian besar terdiri dari mineral berharga dan tailing

yakni terdiri dari mineral tidak berharga.

Tujuan dari pengolahan bahan galian adalah :

1. Meningkatkan kadar dan harga jual bahan galian

2. Memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya

3. Memisahkan mineral berharga satu dengan yang lainnya

4. Mengurangi kehilangan jumlah mineral berharga

5

5. Mengurangi biaya pengangkutan.

2.2. Sifat Fisik dan Karakteristik Mineral Dalam Bijih Timah

Cassiterite (SnO2) sebagai mineral utama yang selalu diikuti beberapa

mineral berat berharga serta sekelompok gangue mineral. Endapan bijih timah

pada umumnya berasal dari magma granitic, yaitu magma dari larutan yang

bersifat asam yang menjadikan granit, sehingga terdapatnya endapan bijih timah

berhubungan erat dengan terdapatnya batuan granit. Mineral-mineral yang

terdapat dalam bijih timah.

1. Mineral utama

Mineral utama yang diproses adalah Cassiterite (SnO2). Warna Cassiterite

ini bermacam macam yaitu kuning coklat, kuning kemerahan, coklat

kehitaman dan coklat tua dengan berat jenis 6,8 – 7,1.

2. Mineral ikutan berharga

Secara umum mineral berharga yang terbawa oleh mineral Cassiterite, dan

mineral ikutan berharga yang diproses, yaitu :

a. Ilmenite (FeTiO3)

Umumnya Ilmenite berwarna hitam besi atau hitam keabu abuan,

memiliki berat jenis 4,5 – 5 dan bersifat konduktor dan sifat magnetik

kuat. Biasa digunakan sebagai rutil (TiO2) untuk industri keramik

pigmen dan konsentrat logam titanium.

6

b. Zircon (ZrSiO4)

Memiliki warna merah pucat atau orange dengan berat jenis 4,2 – 4,7.

Zircon bersifat non konduktor dan non magnet serta sebagai bahan

Zirkonia untuk industri keramik.

c. Monazite [(Ce, La, Y, Th)PO4]

Umumnya memiliki warna kuning atau jaring jaring hijau. Berat jenis

Monazite adalah antara 4,6 – 5,3 dan bersifat non-konduktor dan

magnetik lemah.

3. Mineral ikutan lainnya

Mineral -mineral lainnya yang sangat berpengaruh dalam bijih timah, yang

memiliki perbedaan warna, kekerasan, berat jenis, sifat kelistrikan dan

sifat magnetik, lebih jelas seperti pada tabel dibawah ini:

Tabel 2.1 Mineral - mineral ikutan dalam bijih timah

No Mineral Rumus kimia

Berat Jenis

Warna Kekerasan Kelistrikan Kemagnetan

1 Cassiterite SnO2 6,8 - 7.1

Kuning, coklat, kuning kemerahan, coklat kehitaman, coklat tua

6 -7 Konduktor Non magnetik

2 Ilmenite FeTiO3 4,5 – 5

Hitam besi, Hitam keabuan

5 - 6 Konduktor Magnetik

3 Monazite [(Ce,La,Y,Th)PO4

4,6 – 5,3

Kuning,Jaring jaring hijau

5 - 5,5 Non Konduktor

Magnetik

4 Xenotime YPO4 4,4 – 5,3

Kuning keabuan 4 -5 Non Konduktor

Magnetik

7

5 Zircon ZrSiO4 4,2 – 4,7

Merah jambu, Orange

7,5 Non Konduktor

Non Magnetik

6 Pyrite Fes2 4,8 - 5

Kuning, tembaga muda

6 – 6,5 Konduktor Non magnetik

7 Hematite Fe2O3 5 - 5,2

Hitam besi,abu abu besi

5,5 – 6,5 Konduktor Magnetik

8 Topaz Al2SiO4

(FOH)2

3,5 – 3,6

Tidak berwarna,merah jambu,ungu

8 Non Konduktor

Non magnetik

9 Tourmaline HgAl3(BOH)2

S14O19

3 – 3,2

Hijau kehitaman,hitam

7 – 7,5 Non Konduktor

Non magnetik

10 Quartz SiO2 2,6 – 2,65

Tidak berwarna, bening putih

7 Non Konduktor

Non magnetik

11 Anatas TiO2 3,9 Kuning keputihan, coklat, coklat hitam

Konduktor Non magnetik

12 Rutile TiO2 4,5 Merah,merah kehitaman,kuning tua,coklat

6 – 6,5 Konduktor Magnetik

13 Spinel MgAl2

O3

3,5 – 4,1

Biru violet, hijau

8 Non Konduktor

Non magnetik

14 Siderit FeSO3 3,8 - 4

Kuning Kecoklatan

3,5 - 4 Non Konduktor

Magnetik

15 Limonite 2FeO4

H2O3,6 - 4

Coklat tua sampai hitam

5 - 5,5 Konduktor Magnetik

16 Galena PbS 7,4 - 7,6

Biru kehitaman 3 Konduktor Magnetik

17 Wolframite (Fe,Mn)WO4

7,1 – 7,5

Hitam, coklat, kelabu,gelap

5 - 5,5 Konduktor Magnetik

18 Kaoline Al2O3.2 2 – Putih 2- 2,5 Non Non magnetik

8

SiO22H2O

2,6 Konduktor

19 Tantalite (Fe,Mn)(Nb,Ta)2O6

7,1 – 7,5

Hitam 6 Konduktor Magnetik

20 Colombite (Fe,Mn)Nb2O6(Fe,Mn)Ta2O6

5,5 – 8,2

Hitam, hitam kecoklatan

6 Konduktor Magnetik

2.3. Proses Pemisahan Bijih Timah

Secara teoritis , pemisahan bijiih (ore dressing) terhadap bahan galian timah

dapat dilakukan dengan 3 sistem, yaitu:

1. Gravity concentration, adalah suatu sistem pemisahan bijih yang

dilakukan berdasarkan perbedaan gaya berat dalam media air

menggunakan Jig dan Shaking Table (meja goyang),

2. Magnetic separation, adalah pemisahan yang dilakukan berdasarkan

perbedaan sifat-sifat magnetis dari feed yang diolah. Dimana apabila feed

dikenakan medan magnet, butiran-butiran mineral yang mengandung

magnet akan terpisah dengan butiran-butiran yang mempunyai sifat non-

magnetis menggunakan Magnetic Separator.

3. Electrostatic separation, adalah pemisahan yang dilakukan berdasarkan

sifat listrik, konduktor dan non-konduktor dari sejumlah feed yang diolah

menggunakan High Tension Roll Separator. Dengan demikian mineral

konduktor dan non-konduktor akan terpisah karena adanya aliran medan

listrik. Untuk proses Magnetic Separation dan Electrostatic Separation

9

harus dalam keadaan kering dan bebas air serta keadaan butiran-butiran

harus dalam keadaan bebas (free particles).

2.4. Proses Pencucian Bijih Timah

Timah diolah dari bijih timah yang didapatkan dari batuan atau mineral timah

Cassiterite (SnO2). Proses produksi logam timah dari bijinya melibatkan

serangkaian proses yang terbilang rumit yakni pengolahan mineral (peningkatan

kadar timah / proses fisik dan disebut juga upgrading), persiapan material yang

akan dilebur, proses peleburan, proses refining dan proses pencetakan logam

timah. Pemakaian timah biasanya dalam bentuk paduan timah yang dikenal

dengan nama timah putih. Timah putih ini terutama dipakai untuk peralatan

industri elektronika, logam pelindung dan pipa dalam industri kimia, industri

bahan makanan dan untuk menyimpan bahan makanan.

Proses pengolahan timah ini bertujuan sesuai dengan namanya yaitu

meningkatkan kadar kandungan timah dimana Bijih timah diambil dari dalam laut

atau lepas pantai dengan penambangan atau pengerukan setelah itu dilakukan

pembilasan dengan air atau washing dan kemudian diisap dengan pompa. Bijih

timah hasil dari pengerukan biasanya mengandung 20 – 30 % timah. Setelah

dilakukan proses pengolahan mineral maka kadar kandungan timah menjadi lebih

dari 70 %, sedangkan bijih timah hasil penambangan darat biasanya mengandung

kadar timah yang sudah cukup tinggi > 60 %.

10

Adapun Proses pengolahan mineral timah ini meliputi banyak proses, yaitu :

1. Washing atau Pencucian

Pencucian timah dilakukan dengan memasukkan bijih timah ke dalam ore

bin yang berkapasitas ± 16 ton per unit dan mampu melakukan pencucian ± 3

ton ore per jam. Di dalam ore bin itu bijih dicuci dengan menggunakan air

tekanan dan debit yang sesuai dengan umpan.

2. Pemisahan Berdasarkan Ukuran atau Screening / Sizing dan Uji Kadar

Bijih yang didapatkan dari hasil pencucian pada ore bin lalu dilakukan

pemisahan berdasarkan ukuran dengan menggunakan alat screen, mesh,

setelah itu dilakukan pengujian untuk mengetahui kadar bijih setelah

pencucian. Prosedur penelitian kadar tersebut adalah mengamatinya dengan

mikroskop dan menghitung jumlah butir dimana butir timah dan pengotornya

memiliki karakteristik yang berbeda sehinga dapat diketahui kadar atau

jumlah kandungan timah pada bijih.

3. Pemisahan Berdasarkan Berat Jenis

Proses pemisahan ini menggunakan alat yang disebut Harz Jig. Bijih

timah yang mempunyai berat jenis lebih berat akan turun ke bawah yang

berarti kadar timah yang diinginkan sudah tinggi sedangkan sisanya, yang

berkadar rendah yang juga berarti mengandung pengotor atau mineral ikutan

lainya seperti quarts , zircon, rutile, siderite dan sebagainya akan ditampung

dan dialirkan ke dalam Harz Jig Sekunder.

11

4. Pengolahan Tailing

Dahulu tailing timah diolah kembali untuk diambil mineral bernilai yang

mungkin masih tersisa didalam tailing atau buangan. Prosesnya adalah

dengan gaya sentrifugal. Namun saat ini proses tersebut sudah tidak lagi

digunakan karena tidak efisien karena kapasitas dari alat pengolah ini adalah

60 kg/jam.

5. Proses Pengeringan

Proses pengeringan dilakukan didalam rotary dryer. Prinsip kerjanya

adalah dengan menggunakan burner yang ada di tengah – tengah rotary dryer

dengan cara mengalirkan api yang didapat dari pembakaran dengan

menggunakan bahan bakar HSD.

6. Klasifikasi

Bijih - bijih timah selanjutnya akan dilakukan proses - proses pemisahan /

klasifikasi lanjutan yakni :

klasifikasi berdasarkan ukuran butir dengan screening.

klasifikasi berdasarkan sifat konduktivitasnya dengan High Tension

separator.

klasifikasi berdasarkan sifat kemagnetannya dengan Magnetic

separator.

Klasifikasi berdasarkan berat jenis dengan menggunakan alat seperti

shaking table, dan air table.

12

7. Pemisahan Mineral Ikutan

Mineral ikutan pada bijih timah yang memiliki nilai atau value yang

terbilang tinggi seperti ilmenite akan diambil dengan mengolah kembali bijih

timah hasil proses pengeringan. Mula – mula bijih diayak dengan vibro

screen berkecepatan tinggi dan disaring / screening sehingga akan terpisah

antara mineral halus berupa cassiterite dan mineral kasar yang merupakan

ikutan. Mineral ikutan tersebut kemudian diolah pada air table sehingga

menjadi konsentrat yang selanjutnya dilakukan proses smelting, sedangkan

tailingnya dibuang ke tempat penampungan. Mineral – mineral tersebut lalu

dipisahkan dengan high tension separator – pemisahan berdasarkan sifat

konduktor dan non konduktornya atau sifat konduktivitasnya. Mineral

konduktor antara lain: Cassiterite dan Ilmenite. Mineral non konduktor antara

lain: Zircon dan Xenotime. Lalu masing – masing dipisahkan kembali

berdasarkan kemagnetitanya dengan magnetic separation sehingga dihasilkan

secara terpisah. Bijih timah yang telah diolah di PPBT dengan kadar > 70 %

Sn, selanjutnya akan diproses dipeleburan.

2.5. Macam – Macam Peralatan Pusat Pencucian Bijih Timah (PPBT)

1. Ore bin

Merupakan tempat penampungan bijih timah dari kapal isap produksi

ataupun kapal keruk yang nantinya akan dialirkan ke jig harz primer untuk

dicuci. PPBT kundur memiliki 6 buah ore bin dengan kapasitas masing –

masing ore bin ± 16 ton ore.

13

2. Jig

Di dalam bidang pencucian bijih timah kundur mempunyai 2 buah jig

yang digunakan dalam proses pencucian bijih timah, yaitu Harz jig Primer

dan Harz jig Sekunder. Kedua jig ini memiliki persamaan prinsip kerja, yaitu

memisahkan cassiterite dari mineral ikutan berdasarkan berat jenis dan

ukuran masing – masing butiran mineral. Pada proses pemisahan ini dibantu

dengan torak yang menyebabkan adanya gaya pulsion dan suction (hisapan

dan dorongan), yang berfungsi untuk menangkap cassiterite pada masing –

masing kompartemen. Disamping itu terdapat tin ball, yang berfungsi sebagai

filter bijih timah. Hanya saja pada jig harz jig primer kompertemen A dan B

akan langsung diproses ke indiker untuk dikeringkan. Sedangkan

kompertemen C dan D akan diproses lagi menggunakan harz jig primer

sehingga akan didapatkan empat kompartemen yaitu A, B, C dan D.

3. Indiker

Indiker merupakan tempat penampungan bijih timah yang telah diproses

melalui Jig harz primer dan juga dari jig harz sekunder. Indiker ini

dipergunakan untuk tempat pengeringan bijih timah yang nantinya akan

dipanaskan melalui rotary dryer. Di PPBT kundur memiliki 4 buah indiker

dengan kapasitas masing – masing indiker ± 15 ton ore.

4. Rotary Dryer

Di PPBT kundur memiliki empat unit rotary dryer untuk high grade dan

untuk low grade. Alat ini digunakan untuk mengeringkan bijih timah yang

14

telah di tampung di indiker. Alat ini menggunakan bahan bakar solar dengan

suhu 200°C - 300°C per jamnya untuk mengeringkan bijih timah tersebut

5. Vibration Screen

Vibration screen adalah alat screen yang bekerja berdasarkan getar

(vibrasi), fungsinya untuk menyaring material kasar dan juga halus.

6. Bucket Elevator

Alat ini hanya sebagai penghantar mineral yang dihasilkan dari indiker dan

rotary dryer untuk dijadikan umpan oleh bucket elevator yang telah

dikombinasikan dengan menggunakan Vibration Screen ini. Bucket elevator

mengangkut material secara vertical, sebagai pengangkut digunakan belt

tahan panas dan beberapa mangkuk kecil yang dipasangkan pada belt.

Material diisikan kedalam mangkuk pada saat mangkuk berada diroda bagian

atas dan hendak bergerak turun, maka material akan tumpah.

7. Air Table

Air table bertujuan untuk pemisahan mineral yang menghasilkan kadar

konsentrat yang tinggi. Air table ini digunakan untuk memisahkan feed yang

sudah dikeringkan dengan rotary dryer. Dasar pemisahannya adalah karena

perbedaan ukuran butir dan berat jenis mineral. Mineral dengan berat jenis

yang besar akan bergerak menuju zona konsentrat, sedangkan mineral yang

berat jenisnya rendah bergerak kearah zona middling dan tailing.

8. Bak Penampungan

Terdapat dua buah jenis bak penampung, yaitu bak pinalty dan container.

Masing – masing dari bak penampungan ini memiliki kapasitas yang berbeda

15

– beda. Bak pinalty memiliki kapasitas ± 1 ton ore dan container memiliki

kapasitas ± 2 ton ore. Bak pinalty ini digunakan untuk menampung bijih

timah yang sedang dicuci baik dari jig harz primer maupun sekunder

sedangkan container digunakan untuk menampung bijih timah yang telah

kering. Juga digunakan sebagai tempat untuk nantinya bijih timah itu

ditimbang.