Bab I Pendahuluan

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN

LABORATORIUM PENGOLAHANPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

BAB I

PENDAHULUAN

Menurut Pasal 33 Undang-Undang Dasar 1945 yaitu menyebutkan Bumi dan air serta kekayaan alam yang terkandung dalam bumi adalah pokok-pokok kemakmuran rakyat. Sebab itu harus dikuasai oleh negara dan dipergunakan untuk sebesar-besar kemakmuran rakyat. Kekayaan alam yang dimaksud yaitu sumber daya mineral yang salah satunya adalah bahan galian. Dimana dalam kehidupan sehari-hari manusia sangat memerlukannya.

Bahan galian yang dihasilkan dari tambang biasanya selain mengandung mineral berharga yang diinginkan juga mengandung mineral pengotor (gangue mineral) sehingga hasil tambang tidak bisa langsung dimanfaatkan atau diperdagangkan. Untuk menghilangkan mineral pengotor tersebut sehingga hasil tambang dapat dimanfaatkan atau diperdagangkan, maka dilakukan dengan pengolahan bahan galian (ore atau mineral dressing). Proses pemisahan antara mineral berharga dengan mineral-mineral pengotor didasarkan kepada perbedaan baik fisik maupun sifat kimia antara mineral berharga dengan mineral pengotornya. (Prodjosoemarto, 2001) Mineral adalah suatu benda berbentuk padat, cair atau gas yang homogen dan terdapat di alam, terbentuk secara alamiah dari bahan-bahan anorganik, mempunyai komposisi kimia tertentu dengan struktur atom dan sifat fisik yang sama. Bahan galian dapat berupa logam maupun bukan logam, dan dapat berupa bahan tunggal ataupun berupa campuran lebih dari satu bahan. Macam-macam bahan galian antara lain :

1. Bahan galian logam / bijih (ore) yaitu bahan galian untuk dimanfaatkan logamnya. Pengolahan tahap pertama biasanya disebut dengan Ore Dressing karena yang diolah adalah ore/bijih, disebut juga Mineral Processing karena hasil dari proses masih berupa mineral, dan disebut juga sebagai Unit Operation karena proses ini berdasarkan sifat mineralnya. Contohnya adalah emas, perak, dan seng.2. Bahan galian energi yaitu bahan galian untuk bisa dimanfaatkan energinya. Agar batubara dapat memenuhi suatu kriteria pasar maka harus dilakukan pengolahan dengan suatu pencucian. Contohnya adalah minyak, gas, dan batubara.3. Bahan galian industri yaitu bahan galian yang dimanfaatkan untuk keperluan suatu industri. Untuk pengolahan dilakukan peremukan, penggilingan , pengayakan maupun klasifikasi. Untuk pengotor bersifat logam dilakukan dengan Flotasi atau Magnetic Separator. Contohnya adalah aspal, asbes, dan batugamping.Di Indonesia, terdapat penggolongan bahan galian dapat dilihat dalam Undang-Undang No. 11 tahun 1967 tentang Ketentuan-Ketentuan Pokok Pertambangan. Dalam UU ini, bahan galian dibagi atas tiga bagian :1. Golongan bahan galian strategis (golongan A)Bahan Golongan A merupakan barang yang penting bagi pertahanan, keamanan dan strategis untuk menjamin perekonomian negara dan sebagian besar hanya diizinkan untuk dimiliki oleh pihak pemerintah.2. Golongan bahan galian vital (golongan B)Bahan Golongan B dapat menjamin hayat hidup orang banyak.3. Golongan bahan galian yang tidak termasuk dalam golongan A dan BBahan Golongan C adalah bahan yang tidak dianggap langsung mempengaruhi hayat hidup orang banyak.Pengolongan bahan galian didasari pada :

1. Nilai strategis atau ekonomis bahan galian terhadap negara

2. Terdapatnya sesuatu bahan galian dalam alam

3. Penggunaan bahan galian bagi industri

4. Pengaruhnya terhadap rakyat banyak 5. Pemberian kesempatan pengambangan pengusaha6. Penyebaran pembangunan di daerah

Selanjutnya UU 11/1967 ini ditindaklanjuti dengan peraturan pemerintah tentang penggolongan bahan galian (PP No. 27/1980) yang menyatakan sebagai berikut :

1. Golongan bahan galian yang strategis (golongan A) adalah :

a. Minyak bumi, bitumen cair, lilin bumi, gas alamb. Bitumen padat, aspalc. Antrasit, batubara, batubara mudad. Uranium, radium, thorium, dan bahan-bahan galian radioaktif lainnyae. Nikel, kobalt dan timah2. Golongan bahan galian yang vital (golongan B) adalah :

a. Besi, mangan, molibeden, khrom, wolfram, vanadium, titan

b. Bauksit, tembaga, timbal, seng

c. Emas, platina, perak, air raksa, intan

d. Arsin, antimon, bismuth

e. Yetrium, rutenium, cherium, dan logam-logam langka lainnyaf. Berrilium, zirkon, kristal kuarsag. Kriolit, pluorpar, barith. Yodium, brom, khlor, belerang

2. Golongan bahan galian yang tidak termasuk golongan A dan B adalah :

a. Nitrat-nitrat, fosfat-fosfat, garam, batub. Asbes, talk, mika, grafitc. Yarosit, liosit, okerd. Batu permata, batu setengah permatae. Pasir kuarsa, kaolin, feldspar, bentonitf. Batuapung, tras, obsidian, perlit, tanah diatome, tanah serapg. Marmer, batu tulish. Kalsit, dolomit, batu kapuri. Granit, andesi, trakhit, tanah liat, dan pasir sepanjang tidak mengandung unsur-unsur mineral golongan A maupun golongan B dalam jumlah yang berarti ditinjau dari segi ekonomi pertambangan.(Fauza, 2012)Semua mineral mempunyai susunan kimiawi tertentu dan penyusun atom-atom yang beraturan, maka setiap jenis mineral mempunyai sifat-sifat fisik/kimia tersendiri. Dengan mengenal sifat-sifat tersebut maka setiap jenis mineral dapat dikenal, sekaligus kita mengetahui susunan kimiawinya dalam batas-batas tertentu.Sifat-sifat fisik yang dimaksudkan adalah:

1. Kilap Kilap Merupakan kenampakan atau cahaya yang dipantulkan oleh permukaan mineral saat terkena cahaya. Kilap ini secara garis besar dapat dibedakan menjadi jenis:a. Kilap Logam (metallic luster): bila mineral tersebut mempunyai kilap atau kilapan seperti logam. Contoh mineral yang mempunyai kilap logam:1) Gelena2) Pyrit3) Magnetit4) Kalkopirit5) Grafit6) Hematitb. Kilap Bukan Logam (non metallic luster), terbagi atas:1) Kilap Intan (adamantin luster), cemerlang seperti intan.2) Kilap kaca (viteorus luster), misalnya pada kuarsa dan kalsit.3) Kilap sutera (silky luster), kilat yang menyerupai sutera pada umumnya terdapat pada mineral yang mempunyai struktur serat, misalnya pada asbes, alkanolit, dan gips.4) Kilap damar (resinous luster), memberi kesan seperti damar misalnya pada spharelit.5) Kilap mutiara (pearly luster), kilat seperti mutiara yang tampak seperti lemak atau sabun, misalnya pada serpentin, opal dan nepelin.6) Kilap tanah, kilat suram seperti tanah lempung misalnya pada kaolin, bouxit dan limonit.Kilap mineral sangat penting untuk diketahui, karena sifat fisiknya ini dapat dipakai dalam menentukan mineral secara megaskopis. Untuk itu perlu dibiasakan membedakan kilap mineral satu dengan yang lainnya, walaupun kadang-kadang akan dijumpai kesulitan karena batas kilap yang satu dengan yang lainnya tidak begitu tegas.

2. Warna Warna mineral merupakan kenampakan langsung yang dapat dilihat, akan tetapi tidak dapat diandalkan dalam pemerian mineral karena suatu mineral dapat berwarna lebih dari satu warna, tergantung keanekaragaman komposisi kimia dan pengotoran padanya. Sebagai contoh, kuarsa dapat berwarna putih susu, ungu, coklat kehitaman atau tidak berwarna. Walau demikian ada beberapa mineral yang mempunyai warna khas.

3. Kekerasan Kekerasan adalah ketahanan mineral terhadap suatu goresan. Kekerasan nisbi suatu mineral dapat membandingkan suatu mineral terentu yang dipakai sebagai kekerasan yang standar. Mineral yang mempunyai kekerasan yang lebih kecil akan mempunyai bekas dan badan mineral tersebut. Standar kekerasan yang biasa dipakai adalah skala kekerasan yang dibuat oleh Friedrich Mohs dari Jerman dan dikenal sebagai skala Mohs. Skala Mohs mempunyai 10 skala, dimulai dari skala 1 untuk mineral terlunak sampai skala 10 untuk mineral terkeras.a. Talk (talc)

Berwarna putih, kelabu, atau kecoklatan, tak pernah ditemukan dalam bentuk kristal, merupakan produk alterasi magnesium silikat pada batuan ultramafik dan metasomatisme pada marmer dolomitik. Talk dipakai pada industri kertas, cat, karet, kosmetik, tekstil dan bubuk talk.

.

.*Sumber : http://iqbalputra.wordpress.com/2009/ 04/29/81, 2013Gambar 1.1.

Talcb. Gipsum (gypsum)Berwarna putih, tak berwarna, hingga kekuningan, dapat larut dalam HCL dan air panas, terbentuk dari presipitasi mataair panas, air asin, atau sublimasi dari fumarol, terkadang berpendar jika terkena sinar ultraviolet, banyak digunakan untuk membuat plester Paris dan juga campuran dalam membuat semen..*Sumber : http://iqbalputra.wordpress.com/2009/ 04/29/81, 2013Gambar 1.2.

Gypsumc. Kalsit (calcite)

Warnanya bervariasi, terdapat dalam gua kapur sebagai stalaktit dan stalakmit atau pada urat hidrotermal temperatur rendah yang berasosiasi dengan sulfida, merupakan penyusun utama batu kapur dan marmer, terbentuk dari evaporasi larutan kalsium bikarbonat atau air laut, dan dari sisa-sisa organisme yang bersifat gampingan.


Calcited. Fluorit (Fluorite)

Berbentuk kubik, warnanya sangat bervariasi mulai dari tidak berwarna hingga hitam, tidak larut dalam air, jika terkena sinar ultraviolet akan menimbulkan fluorescent, dapat ditemukan pada urat hidrotermal temperatur sedang hingga tinggi atau hasil dari sublimasi batuan vulkanik.

.


Fluoritee. Apatit (Apatite)

Tak berwarna hingga berwarna kuning, hijau dan coklat, beberapa jenis apatit bisa kehilangan warnanya jika dipanaskan, dan ada pula yang berpendar jika terkena sinar ultraviolet. Terdapat di semua jenis batuan, stabil hampir di setiap lingkungan, banyak ditambang untuk pupuk, serta merupakan penyusun utama pada gigi.


Apatitef. Feldspar (Feldspars)

Merupakan kelompok mineral yang terdiri dari plagioklas, potasium feldspar, dan feldspatoid dengan masing-masing anggotanya. Plagioklas merupakan feldspar yang mengandung Kalsium dan Natrium. Potasium feldspar merupakan feldspar yang mengandung Kalium. Sedangkan feldspatoid merupakan feldspar yang kekurangan silika. Terbentuk langsung dari kristalisasi magma, merupakan salah satu komponen mineral yang paling penting dalam menentukan nama batuan beku, serta dalam menentukan derajat pelapukan dan tingkat alterasi batuan.

*Sumber : http://iqbalputra.wordpress.com/2009/ 04/29/81, 2013Gambar 1.6.

Feldsparsg. Kuarsa (Quartz)

Salah satu mineral paling umum di Bumi. Dalam kondisi murni, kuarsa tidak berwarna, tetapi dapat beraneka warna tergantung pengotornya. Kuarsa berwarna ungu disebut ametist (kecubung), warna kuning disebut citrine, warna merah muda disebut rose, warna putih disebut milky quartz sedangkan warna hitam disebut smoky quartz. Terbentuk langsung dari kristalisasi magma atau dari sisa organisme tertentu. Stabil di berbagai lingkungan dan paling tahan terhadap pelapukan.


Quartzh. Topaz (Topaz)

Terbentuk pada suhu yang tinggi dan memiliki beragam warna, tergantung pada jumlah fluorin yang ada ketika mineral ini terbentuk. Dapat ditemukan pada pegmatit, granit, riolit dan beberapa urat hidrotermal temperatur tinggi. Banyak digunakan sebagai permata.

..*Sumber : http://iqbalputra.wordpress.com/2009/ 04/29/81, 2013Gambar 1.8.

Topazi. Korundum (Corundum)

Umumnya berwarna abu-abu atau coklat, yang berwarna merah dinamakan rubi sedangkan yang berwarna biru disebut safir. Dapat dibuat menjadi alat ampelas yang bagus atau batu permata yang sangat mahal, terbentuk pada batuan metamorf derajat tinggi, kaya aluminium, dan sedikit silika.

.


Corundumj. Intan (Diamond)

Hanya terdiri dari karbon (carbon) seperti grafit tetapi memiliki ikatan yang sangat kuat, warnanya bisa bermacam-macam, mulai dari tak berwarna hingga berwarna hitam. Dapat ditemukan pada batuan ultramafik khususnya kimberlit, atau pada material endapan sungai.

..


Diamond4. Cerat

Cerat adalah warna mineral dalam bentuk hancuran (serbuk). Hal ini dapat dapat diperoleh apabila mineral digoreskan pada bagian kasar suatu keping porselin atau membubuk suatu mineral kemudian dilihat warna dari bubukan tersebut. Cerat dapat sama dengan warna asli mineral, dapat pula berbeda. Warna cerat untuk mineral tertentu umumnya tetap walaupun warna mineralnya berubah-ubah.

5. Belahan Belahan merupakan kecenderungan mineral untuk membelah diri pada satu atau lebih arah tertentu. Belahan merupakan salah satu sifat fisik mineral yang mampu membelah yang oleh sini adalah bila mineral kita pukul dan tidak hancur, tetapi terbelah-belah menjadi bidang belahan yang licin. Tidak semua mineral mempunyai sifat ini, sehingga dapat dipakai istilah seperti mudah terbakar dan sukar dibelah atau tidak dapa dibelah. Tenaga pengikat atom di dalam di dalam sruktur kritsal tidak seragam ke segala arah, oleh sebab itu bila terdapat ikatan yang lemah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui suatu bidang, maka mineral akan cenderung membelah melalui bidang-bidang tersebut. Karena keteraturan sifat dalam mineral, maka belahan akan nampak berjajar dan teratur.

6. Pecahan Pecahan adalah kecenderungan mineral untuk terpisah-pisah dalam arah yang tidak teratur apabila mineral dikenai gaya. Perbedaan pecahan dengan belahan dapat dilihat dari sifat permukaan mineral apabila memantulkan sinar. Permukaan bidang belah akan nampak halus dan dapat memantulkan sinar seperti cermin datar, sedang bidang pecahan memantulkan sinar ke segala arah dengan tidak teratur.

7. BentukBentuk Mineral ada yang berbentuk kristal, mempunyai bentuk teratur yang dikendalikan oleh sistem kristalnya, dan ada pula yang tidak. Mineral yang membentuk kristal disebut mineral kristalin. Mineral kristalin sering mempunyai bangun yang khas disebut amorf.

8. Berat Jenis Berat Jenis adalah perbandingan antara berat mineral dengan volume mineral. Cara yang umum untuk menentukan berat jenis yaitu dengan menimbang mineral tersebut terlebih dahulu, misalnya beratnya x gram. Kemudian mineral ditimbang lagi dalam keadaan di dalam air, misalnya beratnya y gram. Berat terhitung dalam keadaan di dalam air adalah berat miberal dikurangi dengan berat air yang volumenya sama dengan volume butir mineral tersebut.9. Sifat DalamSifat Dalam adalah sifat mineral apabila kita berusaha untuk mematahkan, memotong, menghancurkan, membengkokkan atau mengiris.

10. Kemagnetan

Kemagnetan adalah sifat mineral terhadap gaya magnet. Dikatakan sebagai feromagnetic bila mineral dengan mudah tertarik gaya magnet seperti magnetik, phirhotit. Mineral-mineral yang menolak gaya magnet disebut diamagnetic, dan yang tertarik lemah yaitu paramagnetic. Untuk melihat apakah mineral mempunyai sifat magnetik atau tidak kita gantungkan pada seutas tali/benang sebuah magnet, dengan sedikit demi sedikit mineral kita dekatkan pada magnet tersebut. Bila benang bergerak mendekati berarti mineral tersebut magnetik. Kuat tidaknya bias kita lihat dari besar kecilnya sudut yang dibuat dengan benang tersebut dengan garis vertikal.11. KelistrikanKelistrikan adalah sifat listrik mineral dapat dipisahkan menjadi dua, yaitu pengantar arus atau konduktor dan tidak menghantarkan arus disebut non konduktor. Dan ada lagi istilah semikonduktor yaitu mineral yang bersifat sebagai konduktor dalam batas-batas tertentu.12. Daya Lebur MineralDaya lebur mineral yaitu meleburnya mineral apabila dipanaskan, penyelidikannya dilakukan dengan membakar bubuk mineral dalam api. Daya leburnya dinyatakan dalam derajat keleburan.(Setyobudi, 2012)Dunia Pertambangan tidak terlepas dari bahan galian. Untuk itulah bahan galian sebelum dimanfaatkan dilakukan pengolahan terlebih dahulu. Untuk mendapatkan mineral berharga perlu dilakukan proses pemisahan yang disebut dengan Mineral Prosessing atau Ore Dressing atau pengolahan bahan galian. Pengolahan bahan galian adalah suatu proses pemisahan mineral mineral berharga dan mineral mineral tidak berharga yang tidak diinginkan sehingga didapat suatu konsentrat dengan tidak merubah sifat kimianya dan hanya merubah sebagian sifat fisiknya saja. Penggolongan bahan galian industry (BGI) berdasarkan atas asosiasi dengan batuan tempat terdapatnya :

1. Kelompok I : bahan galian industri (BGI) yang berkaitan dengan Batuan Sedimen, kelompok ini dapat dibagi menjadi :a. Sub Kelompok A : BGI yang berkaitan dengan batugamping : batugamping, dolomit, kalsit, marmer, oniks, posfat, rijang, dan gipsum.b. Sub Kelompok B : BGI yang berkaitan dengan batuan sedimen lainnya : bentonit, ballclay dan bondclay, fireclay, zeolit, diatomea, yodium, mangan, feldspar.

2. Kelompok II : BGI yang berkaitan dengan batuan gunung api : obsidian, perlit, pumice, tras, belerang, trakhit, kayu terkersikkan, opal, kalsedon, andesit dan basalt, paris gunungapi, dan breksi pumice.

3. Kelompok III : BGI yang berkaitan dengan intrusi plutonik batuan asam & ultra basa yaitu granit dan granodiorit, gabro dan peridotit, alkali felspar, bauksit, mika, dan asbes.

4. Kelompok IV : BGI yang berkaitan dengan batuan endapan residu & endapan letakan : lempung, pasir kuarsa, intan, kaolin, zirkon, korundum, kelompok kalsedon, kuarsa kristal, dan sirtu.

5. Kelompok V : BGI yang berkaitan dengan proses ubahan hidrotermal : barit, gipsum, kaolin, talk, magnesit, pirofilit, toseki, oker, dan tawas.

6. Kelompok VI : BGI yang berkaitan dengan batuan metamorf : kalsit, marmer, batusabak, kuarsit, grafit, mika dan wolastonit.Penggolongan bahan galian industri berdasarkan pemanfaatannya. Sebagaimana telah dituliskan pada bagian sebelumnya, bahan galian industri adalah bahan galian tambang bukan bijih yang digunakan sebagai bahan baku industri; penggunaan dalam industri banyak ditentukan oleh sifat fisika seperti warna, ukuran partikel, kekerasan, plastisitas, daya serap, dan lain-lain. Adapun bahan bangunan / bahan galian kontruksi tidak lain adalah bahan galian industri yang belum disebtuh rekayasa teknik. Oleh sebab itu, dengan semakin majunya rekayasa teknik tidak tertutup kemungkinan jenis bahan galian industri akan bertambah jenisnya. Berbagai klasifikasi bahan galian industri telah dipublikasikan oleh para ahli, namun sampai saat ini masih terus didiskusikan.Para ahli tersebut umumnya, mengelompokkan Bahan Galian Industri berdasarkan pemanfaatannya, misalnya Noetsaller (1988) "Profile of Industrial Minerals by End-uses Classes", dan lain-lain.Pengolahan Bahan galian atau Mineral Dressing adalah istilah umum yang biasa dipergunakan untuk proses pengolahan semua jenis bahan galian atau mineral yang berasal dari endapan-endapan alam pada kulit bumi, untuk dipisahkan menjadi produk-produk berupa satu macam atau lebih mineral berharga dan sisanya dianggap sebagai mineral kurang berharga, yang terdapat bersama-sama dalam alam. Karena umumnya material bahan beharga pada saat proses penambangan masih belum bisa digunakan secara langsung karena masih bercampur dengan gangue atau zat pengotor (tailing) yang umumnya berasal dari material koalisinya. Setelah proses pengolahan awal, bahan galian utama biasanya didapatkan dalam bentuk konsentrat bahan galian. Pemanfaatan bahan galian adalah langkah positif yang tak terhindarkan untuk mencukupi kebutuhan yang telah di tentukan oleh harga pasar mineral yang selalu mendorong upaya eksploitasi bahan galian semaksimal mungkin. Bahan galian A yaitu memiliki sifat sangat strategis dan memiliki nilai bagi negara, antara lain :1. AspalTambang aspal terdapat di Pulau Buton, Sulawesi Tenggara. Aspal juga dihasilkan oleh Permigan Wonokromo, Jawa timur, sebagai hasil pengolahan minyak bumi.2. Kobalt

Deskripsi fisik yang ditunjukkan kobalt adalah bersifat brittle, keras, dan merupakan transisi logam dengan magnet. Kobalt juga terdapat dalam meteorit. Endapan mineralnya dijumpai di Zaire, Morocco dan Canada.

*sumber: http://images-of-elements.com/cobalt.jpg, 2013Gambar 1.11.

CobaltCobalt-60 (60Co) dapat membentuk isotop buatan dengan tembakan sinar gamma (energi radiasi tinggi). Garam kobalt berwarna biru gelap dan seperti gelas atau bening. Banyak digunakan dalam industri. Digunakan juga untuk bahan dasar perasa makanan yang mengandung vitamin B12 dalam kadar yang tinggi.3. BatubaraBatubara terbentuk dari tumbuhan yang tertimbun hingga berada dalam lapisan batu-batuan sedimen yang lain. Proses pembentukan batubara disebut juga inkolent yang terbagi menjadi dua, yaitu proses biokimia dan proses metamorfosis.Proses pemisahan didasarkan pada sifat fisik mineral maupun sifat kimia fisika permukaan mineral dan diupayakan agar menguntungkan. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan memperkecil ukuran bahan atau mineral-mineral tersebut, sehingga terjadi liberasi sempurna dari partikel-partikel yang tidak sejenis satu sama lain atau memisahkan partikel-partikel yang tidak sama komposisi kimianya atau berbeda sifat fisiknya. Extractive Metallurgy juga merupakan pengolahan bahan galian aborganik, tetapi dalam prosesnya mineral-mineral tersebut mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut. Fuel Technology, yaitu proses pengolahan bahan galian organik dimana dalam prosesnya mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut.Macam-macam Pengolahan Bahan Galian, antara lain :

1. Konsentrasi Gaya Berat (Heavy Medium Concentration)

Metoda pemisahan secara gaya berat umumnya dipergunakan untuk memisahkan mineral bijih dari mineral pengganggunya atau proses pencucian batubara. Teknik pemisahan ini efesien untuk proses konsentrasi mineral dengan selang ukuran 10 50 mm dan sangat baik untuk pabrik yang direncanakan berkapasitas besar. Metoda pemisahan mempergunakan prinsip perbedaan berat jenis, kecepatan gerak relatif dan gaya tahanan terhadap gerak partikel yang diberikan oleh faktor kekentalan fluida. Pemisahan efektif dapat terjadi bila ada perbedaan berat jenis yang jelas antara mineral utama dan mineral ikutannya.

Gerak partikel di dalam fluida dipengaruhi faktor berat jenis dan ukuran partikel, ukuran partikel lebih besar akan mendapat pengaruh tahanan gaya yang lebih besar daripada partikel yang lebih kecil. Umpan proses harus mempunyai ukuran partikel yang terkontrol agar gerak relatif partikel hanya dipengaruhi oleh perbedaan berat jenis partikel dan tidak dipengaruhi oleh perbedaan ukuran.2. Metalurgi Ekstraktif (Extractive Metallurgy)

Langkah-langkah yang digunakan untuk mengambil logam dan mineral yang mengandung berbagai unsur logam menjadi logam dengan kemurnian yang diperlukan untuk pemakaian tertentu disebut metalurgi ekstraktif. Langkah menghasilkan logam atau metalurgi ekstraktif tersebut terdiri dari jalur pirometalurgi, hidrometalurgi dan elektrometalurgi. Setiap proses dapat digunakan untuk menghasilkan logam-logam dengan rentang kemurnian yang luas. Suatu pemahaman tentang bagaimana proses dapat dimanipulasikan untuk menghasilkan logam dengan komposisi yang diinginkan dapat diperoleh dari prinsip-prinsip teori yang mengendalikan kecepatan dan efektifitas meluasnya reaksi kimia yang terjadi.Pada saat ini umumnya endapan bahan galian yang ditemukan di alam sudah jarang yang mempunyai mutu atau kadar mineral berharga yang tinggi dan siap untuk dilebur atau dimanfaatkan. Oleh sebab itu bahan galian tersebut perlu menjalani pengolahan bahan galian agar mutu atau kadarnya dapat ditingkatkan sampai memenuhi kriteria pemasaran atau peleburan (Biantong, 2012).Dengan melakukan pengolahan bahan galian ini didapat beberapa keuntungan, antara lain:

1. Dilihat dari segi ekonomi, yaitu :

a. Memudahkan dalam pengolahan lebih lanjut, umumnya setelah di tambang, bahan galian tidak dapat langsung digunakan. Namun kembali digunakan sebagai bahan baku dari industri lain dengan diadakannya pengolahan awal. Maka, hal ini akan memudahkan konsumen untuk langsung menggunakan bahan galian tersebut tanpa harus mengeluarkan biaya untuk pengolahan awal, sehingga konsumen akan dapat membeli bahan galian dengan harga yang lebih tinggi jika dibandingkan dengan sebelum pengolahan awal.

b. Memaksimalkan jumlah daya angkut, dengan dipisahkannya antara tailing dan konsentrat, maka pada saat proses pemindahan bahan galian, kita tidak perlu memindahkan zat pengotornya, sehingga jumlah bahan galian yang dapat kita pindahkan menjadi maksimal dan hal ini akan mempengaruhi pada biaya transportasi pemindahan bahan galian (hauling) yang semakin rendah.

c. Meningkatnya nilai tambah bahan galian, karena setelah dilakukannya pengolahan dapat meningkatkan kadar bahan galian tersebut, sehingga nilai jualnya akan meningkat juga dipasaran.2. Dilihat dari segi teknis, yaitu :

a. Dengan sudah terpisahnya konsentrat dan tailing, maka pengolahan lanjutan untuk konsentrat akan menjadi lebih mudah.

b. Kemungkinan mendapatkan mineral ikutan, yaitu pada saat pengolahan. Proses utama yang dilakukan adalah memisahkan bahan galian utama dengan bahan lain. Namun dalam beberapa kasus, bahan tersebut juga dapat berupa bahan galian ekonomis, seperti adanya unsur emas pada penambangan tembaga yang dilakukan PT. Free Port Indonesia.

c. Mengurangi kehilangan (losses) logam berharga pada saat peleburan.d. Proses pemisahan (pengolahan) secara fisik jauh lebih sederhana dan menguntungkan daripada proses pemisahan secara kimia.Pengolahan bahan galian juga memiliki kerugian, antara lain :

1. Hasil kurang maksimal karena alat yang digunakan dapat mengalami korosi akibat air.2. Penggunaan alat yang cukup mahal.

3. Bersifat continuous, jadi apabila ada satu alat yang rusak maka peralatan yang lain tidak dapat digunakan.4. Menghasilkan air asam tambang sehingga memerlukan biaya untuk menetralkan air untuk menjadi normal kembali.Dalam suatu proses pengolahan akan didapatkan :

1. Consentrat Kumpulan mineralmineral berharga dari pengolahan yang memiliki kadar yang lebih tinggi.

2. Middling Kumpulan mineralmineral berharga hasil dari pengolahan yang memiliki kadar tidak terlalu tinggi.

3. Tailing Kumpulan mineral mineral hasil pengolahan yang memiliki kadar yang rendah.Dalam kegiatan pengolahan bahan galian terdapat beberapa tahap yang dilakukan, yaitu 2 tahap yang sangat penting untuk diketahui :1. Preparasi, antara lain :

a. Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir sehingga menjadi lebih kecil dari ukuran semula. Hal ini dapat dilakukan dengan crushing (peremukan) untuk proses kering, sedangkan grinding (penggerusan) digunakan untuk proses basah dan kering. Selain untuk mereduksi ukuran butir, kominusi juga untuk meliberasi bijih, yaitu proses melepaskan mineral bijih dari ikatannya yang merupakan gangue mineral. Alat yang digunakan dalam proses ini adalah crusher dan grinding mill.Kominusi ini memiliki tujuan :

1) Membebaskan (meliberasi) mineral berharga dari mineral pengotornya.

2) Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya.3) Memperluas permukaan partikel agar dapatmempercepat kontak dengan zat lain, misalnya reagen flotasi.

Kominusi ini tidak terlepas dari penggunaan alat crushing dan grinding agar dapat mengurangi ukuran butir atau bijih dari suatu bahan galian. Baik dalam crushing ataupun grinding ini bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu:

1) Tahap pertama/primer (primary stage)

2) Tahap kedua/sekunder (secondary stage)

3) Tahap ketiga/tersier (tertiary stage)

4) Tahap keempat (quartenary stage)Sehingga dapat dikatakan bahwa proses kominusi ini memiliki 2 macam, yaitu peremukan (crushing) dan penggerusan (grinding), yaitu :

1) Crushing (Peremukan)Seperti yang dijelaskan di atas sebelumnya, peremukan ini merupakan proses bagian dari kominusi yang bertujuan untuk mengurangi/mereduksi ukuran butir dari bijih bahan galian yang telah ditambang. Crushing ini sendiri memiliki arti proses reduksi ukuran dari bahan galian atau bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan memiliki ukuran besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa mencapai ukuran 2,5 cm.Crushing bagian dari kominusi ini memiliki 3 tahap, yaitu primary crushing, secondary crushing, dan fine crushing (grinding).a) Primary Crushing

Merupakan tahap penghancuran yang pertama, dimana umpan berupa bongkahan besar yang berukuran +/- 84x60 inchi dan produknya berukuran 4 inchi. Beberapa alat yang digunakan dalam proses primary crushing ini adalah :

(1) Jaw CrusherAlat ini merupakan sebuah rahang atau crusher beralih terdiri dari satu set rahang vertikal, satu rahang yang tetap dan makhluk lainnya bergerak maju-mundur relatif terhadap itu oleh cam atau Pitman mekanisme. Rahang yang jauh terpisah di bagian atas daripada di bagian bawah, membentuk saluran meruncing sehingga material tersebut hancur semakin kecil dan lebih kecil karena perjalanan ke bawah sampai cukup kecil untuk melarikan diri dari pembukaan bawah. Inersia yang dibutuhkan untuk menghancurkan bahan yang disediakan oleh roda gila tertimbang yang bergerak poros menciptakan gerakan eksentrik yang menyebabkan penutupan kesenjangan.

*sumber: http://www.aggman.com/files/2011/05/RO52-Terex-JS4552-jaw-crusher2.jpg , 2013Gambar 1.12. Jaw CrusherAlat ini mempunyai 2 jaw, yang satu dapat digerakkan (swing jaw) dan yang lainnya tidak dapat bergerak (fixed jaw). Beberapa bagian dari Jaw Crusher ini adalah :

(a) Setting Block, bagian dari jaw crusher untuk mengatur agar ukuran lubang sesuai dengan yang dikehendaki.

(b) Toggle, bagian dari jaw crusher yang befungsi untuk mengubah gerakan naik turun menjadi gerakan maju mundur.(c) Pitman, berfungsi untuk mengubah gerakan berputar maju mundur menjadi naik turun.(d) Swing Jaw, bagian dari jaw crusher yang dapat bergerak akibat dari gerakan atau dorongan toggle.(e) Fixed Jaw, bagian dari jaw crusher yang tidak bergerak/diam.(f) Mouth, bagian dari mulut jaw crusher yang berfungsi sebagai lubang penerima umpan.(g) Throat, bagian paling bawah yang berfungsi sebagai lubang pengeluaran.(h) Gate, adalah jarak mendatar pada mouth.(i) Set, adalah jarak mendatar pada throat.(j) Closed Setting, jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke depan.(k) Open Setting, jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke belakang.(l) Throw, selisih pelemparan antara fixed jaw dan swing jaw.(m) Faktor-faktor yang mempengaruhi efisisensi jaw crusher, yaitu :

(1). Lebar lubang bukaan.(2). Variasi dari throw.(3). Kecepatan.(4). Ukuran umpan.(5). Reduction ratio (RR), Reduction ratio yang baik pada primary crushing adalah 4-7, sedangkan untuk secondary crushing adalah 14-20 dan fine crushing adalah 50-100.(6). Kapasitas yang dipengaruhi oleh jumlah umpan per jam dan berat jenis umpan.(2) Gyratory CrusherCrusher jenis ini mempunyai kapasitas yang lebih besar jika dibandingkan dengan jaw crusher. Gerakan dari gyratory crusher ini adalah berputar dan bergoyang sehingga proses penghancuran berjalan secara terus menerus tanpa selang waktu. Macam-macam gyratory crusher adalah :(a) Suspended Spindel Gyratory Crusher(b) Parallel Pinch Crusher

Perbedaan utama jenis ini dari suspended spindel, terletak pada gerakan crushing head-nya. Gerakan crushing head pada parallel pinch menghasilkan bentuk cone yang tajam dengan puncak dalam keadaan menggantung sehingga menghasilkan gerakan berputar yang dapat menghancurkan umpan sepanjang daerah permukaan crushing head. Kapasitas gyratory crusher tergantung kepada :

(a) Sifat alamiah material yang dihancurkan, seperti kekerasan, keliatan, dan kerapuhan.(b) Permukaan konkaf dan crushing head terhadap umpan akan mempengaruhi gesekan material dengan bagian pemecah.(c) Kandungan air, setting dan gape.*Sumber : http://www.2f0j00CsuTq/China-Gyratory-Crusher.html,

2013 Gambar 1.13.

Gyratory Crusherb) Secondary Crushing

Merupakan tahap penghancuran kelanjutan dari primary crushing, dimana umpan berukuran lebih kecil dari 6 inch dan produknya berukuran 0,5 inch. Beberapa alat untuk secondary crushing antara lain:

(1) Jaw Crusher (Kecil)Jaw crusher merupakan crusher primer yang digunakan untuk memecahkan batuan dengan ukuran setting antara 30 mm dan 100 mm. Jaw crusher terdiri dari dua tipe yaitu blake dan dodge.

*Sumber:http://www.diytrade.com/china/pd/4704719/Jaw_crusher_rock_crusher_crushing_machine.html, 2013Gambar 1.14.Jaw Crusher (kecil)(2) Gyratory Crusher (kecil)Sebuah crusher gyratory mirip dalam konsep dasar ke jaw crusher, terdiri dari permukaan cekung dan kepala berbentuk kerucut, kedua permukaan biasanya dilapisi dengan permukaan baja mangan. Kerucut bagian dalam memiliki gerakan melingkar sedikit, tapi tidak berputar, gerakan yang dihasilkan oleh eksentrik pengaturan. Seperti dengan crusher rahang, materi perjalanan ke bawah antara dua permukaan yang semakin hancur sampai cukup kecil untuk jatuh melalui celah antara dua permukaan.

*Sumber:http://www.2f0j00CsuTqVtVYoR/ChinaGyratoryCrusher.html, 2013Gambar 1.15.Gyratory Crusher (kecil)(3) Cone CrusherSebuah crusher cone operasinya mirip dengan crusher gyratory, dengan kecuraman kurang dalam ruang menghancurkan dan lebih dari zona paralel antara zona menghancurkan. Sebuah crusher cone istirahat batuan dengan meremas batu antara spindle eksentrik berkisar, yang ditutupi oleh mantel tahan aus, dan hopper cekung melampirkan, ditutupi oleh cekung mangan atau kapal mangkuk. Seperti batu memasuki puncak kerucut crusher, menjadi terjepit dan terjepit di antara mantel dan kapal mangkuk atau cekung. Potongan besar bijih yang rusak sekali, dan kemudian jatuh ke posisi yang lebih rendah (karena mereka sekarang lebih kecil) di mana mereka rusak lagi. Proses ini berlanjut sampai potongan cukup kecil untuk jatuh melalui celah sempit di bagian bawah crusher.

*Sumber:http://www.crusher-industry.net/cone-crusher.html, 2013Gambar 1.16.Cone CrusherAlat ini merupakan secondary crusher yang penggunaanya lebih ekonomis. Cone crusher hampir sama dengan gyratory crusher, perbedaannya terletak pada :

(1) Crushing surface terluar bekerja sedemikian rupa, sehingga luas lubang pengeluaran dapat bertambah.(2) Crushing surface terluar bagian atasnya dapat diangkat sehingga bahan yang tidak dapat dihancurkan dapat dikeluarkan.Macam-macam cone crusher antara lain :

(1) Simon Cone Crusher, Alat ini dibagi menjadi 2 jenis, yaitu:(a) Standart crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan yang berukuran kasar.(b) Short head crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan yang berukuran halus.(2) Telsmith Gyrasphere Crusher

*Sumber:http://www.crusher-industry.net/cone-crusher.html, 2013 Gambar 1.17.

Telsmith Gyrasphere CrusherCrushing head pada alat ini berbentuk bulat (sphere) yang terbuat dari baja dengan cutter shell bergerak naik turun. Dalam cone crusher, crushing head adalah rata dan perbandingan antara tinggi dengan diameternya 3 : 1. Umpan dari cone crusher harus dalam keadaan kering, karena jika basah akan mengakibatkan choking.c) Hammer Mill

Hammer Mill dengan ukuran umpan yang diperbolehkan adalah kurang dari 1 inch. Alat ini merupakan alat yang berbeda cara penghancurannya dibandingkan dengan alat secondary crushing lainnya.Pada hammer mill, proses penghancurannya menggunakan shearing stress, sedangkan pada secondary crushing lainnya menggunakan compressive stress.

*Sumber:http://en.wikipedia.org/wiki/File:Hammer_mill_open_front_full.jpg.html, 2013Gambar 1.18.

Hammer Mill(1) Roll CrusherAlat ini terdiri dari dua silinder baja dan masing-masing dihubungkan pada as (poros) sendiri-sendiri. Silinder ini hanya satu saja yang berputar dan lainnya diam, tapi karena adanya bahan yang masuk dan pengaruh silinder lainnya, maka silinder ini ikut berputar juga. Putaran masing-masing silinder tersebut berlawanan arah sehingga material yang ada di atas akan terjepit dan hancur.Bentuk dari roll crusher ada 2 macam, yaitu:

(a) Rigid Roll, Alat ini porosnya tidak dilengkapi dengan pegas, sehingga kemungkinan patah pada poros sangat besar. Roll yang berputar hanya 1 saja, tapi ada juga yang keduanya berputar.(b) Spring Roll, Alat ini dilengkapi dengan pegas, sehingga kemungkinan porosnya patah sangat kecil. Dengan adanya pegas maka roll dapat mundur dengan sendirinya bila ada bahan yang sangat keras, sehingga tidak dapat dihancurkan dan bahan tersebut akan jatuh.

*Sumber:http://alattekniksipil.indonetwork.co.id/932913/single-roll-crusher-10-me-150.html, 2013Gambar 1.19.Roll CrusherHancurnya material pada roll crushing dibedakan menjadi:

(a) Choke Crushing, Penghancuran material tidak hanya dilakukan oleh permukaan roll, tetapi juga oleh sesama material itu sendiri.(b)Free Crushing, yaitu material yang masuk langsung dihancurkan oleh roll.

2) Grinding (Penggerusan)Penggerusan merupakan proses lanjutan pengecilan ukuran yang sudah berukuran 2,5 cm menjadi ukuran yang lebih halus lagi.Sebenarnya proses penggerusan (grinding) ini merupakan tahap dari crushing yaitu fine crushing. Akan tetapi hal ini dibedakan dikarenakan proses penghancuran material telah mencapai ukuran yang maksimal yang dibutuhkan dalam proses pengolahan bahan galian itu sendiri.

*Sumber:http://blog.dugnorth.com/2009/08/8-slow-speed-grinder -on-sale-to-end-of.html, 2013ambar 1.20.

GrindingGrinding diklasifikasikan menjadi beberapa macam berdasarkan:

a) Bentuk cell(1) Cylinder (produk yang ada masih kasar). Contoh untuk mill berbentuk silinder adalah tube mill. Pada tube mill ini produknya masih agak kasar dan pada proses penghancurannya perlu ditambahkan air sehingga bercampurnya material menjadi pulp.

(2) Conical (produk halus). Contoh untuk mill bentuk conical adalah hardinge conical mill. Produknya halus, lebih halus daripada produk yang dihasilkan sylinder mill. Untuk hasil akhir grinding memerlukan bola baja dengan diameter 2-3 inch. Jumlah bola-bola baja pada ball mill berkisar antara 50-60 % dari volume mill dan kadang-kadang mencapai 80%.

(3) Cylindro Conical. Mill jenis ini produknya ada yang halus dan ada yang halus dan ada yang kasar. Bentuk cell merupakan gabungan antara cylinder dan conical.b) Grinding Media

(1) Ball Mill (bola-bola baja). Contoh untuk mill ini adalah ball mill, yang telah diterangkan pada conical mill.(2) Peable Mill (batu api/flint).(3) Rod Mill (batang-batang baja)

Grinding media pada rod mill adalah batang-batang baja, umpan yang dimasukkan ukurannya lebih kecil dariinch dan produknya berukuran -14 sampai -18 mesh. Umpan berukuran kecil, karena bila bahannya terlalu besar maka akan menimbulkan cataracting akibatnya batangan baja akan patah.

Dengan adanya rod maka tidak akan mengalami over grinding, hal ini karena rod tersebut saling sejajar sehingga umpan yang telah halus tidak akan mengalami penghancuran lagi. Hal ini dapat dilihat pada distribusi partikel pada rod mill.3) Screening (Pengayakan)Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. *Sumber:http://www.crusher-industry.net/cone-crusher.html, 2012 Gambar 1.21.

ScreeningPengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu :a) Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).

b) Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang ayakan (undersize).

Dalam proses industri, biasanya digunakan bahan yang berukuran tertentu dan seragam. Untuk memperoleh ukuran yang seragam, maka perlu dilakukan pengayakan. Pada proses pengayakan zat padat itu dijatuhkan atau dilemparkan ke permukaan pengayak.

Partikel yang di bawah ukuran atau yang kecil (undersize), atau halusan (fines), lulus melewati bukaan ayak, sedang yang di atas ukuran atau yang besar (oversize), atau buntut (tails) tidak lulus. Pengayakan lebih lazim dalam keadaan kering. Beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam pengayakan, yaitu:

a) Jenis ayakan

b) Cara pengayakan

c) Kecepatan pengayakan

d) Ukuran ayakan

e) Waktu pengayakan

f) Sifat bahan yang akan diayakTujuan dari proses pengayakan ini adalah:

a) Mempersiapkan produk umpan (feed) yang ukurannya sesuai untukbeberapa proses berikutnya.

b) Mencegah masuknya mineral yang tidak sempurna dalam peremukan (Primary crushing) atau oversize ke dalam proses pengolahan berikutnya, sehingga dapat dilakukan kembali proses peremukan tahap berikutnya (secondary crushing).

c) Untuk meningkatkan spesifikasi suatu material sebagai produk akhir.

d) Mencegah masuknya undersize ke permukaan.

Pengayakan biasanya dilakukan dalam keadaan kering untuk bahan kasar, dapat optimal sampai dengan ukuran 10 inch. Sedangkan pengayakan dalam keadaan basah biasanya untuk material yang halus mulai dari ukuran 20 inch sampai dengan ukuran 35 inch.

a) Permukaan ayakan yang digunakan pada screen bervariasi, yaitu:

(1) Plat yang berlubang (punched plate), bahan dapat berupa baja ataupun karet keras.

(2) Anyaman kawat (woven wire), bahan dapat berupa baja, nikel, perunggu, tembaga, atau logam lainnya.

(3) Susunan batangan logam, biasanya berupa baja (pararel rods).

Sistem bukaan dari permukaan ayakan juga bervariasi, seperti bentuk lingkaran, persegi ataupun persegi panjang. Penggunaan bentuk bukaan ini tergantung dari ukuran, karakteristik material, dan kecepatan gerakan screen.

b) Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan bahan untuk menerobos ukuran ayakan adalah :

(1) Ukuran ayakan. Semakin besar diameter lubang bukaan akan semakin banyak material yang lolos.

(2) Ukuran relatif partikel. Material yang mempunyai diameter yang sama dengan panjangnya akan memiliki kecepatan dan kesempatan masuk yang berbeda bila posisinya berbeda, yaitu yang satu melintang dan lainnya membujur.

(3) Pantulan dari material. Pada waktu material jatuh ke screen maka material akan membentur kisi-kisi screen sehingga akan terpental ke atas dan jatuh pada posisi yang tidak teratur.

(4) Kandungan air. Kandungan air yang banyak akan sangat membantu tapi bila hanya sedikit akan menyumbat screen.

a. Sizing merupakan pengelompokan mineral yang dilakukan dengan cara:1) Screening adalah pemisahan butir mineral berdasarkan lubang ayakan sehingga hasilnya seragam. Alat yang digunakan disebut screen.2) Classsfying adalah pemisahan butir mineral yang mendasarkan pada kecepatan jatuhnya material dalam suatu media (air atau udara) sehingga hasilnya tidak seragam. Alat yang dipergunakan adalah classifier. Kecepatan jatuh mineral dipengaruhi oleh spesific gravity, volume dan bentuk mineral.

2. Konsentrasi merupakan proses pemisahan antara mineral berharga dengan mineral tidak berharga sehingga didapat kadar yang lebih tinggi dan menguntungkan. Ada beberapa cara pemisahan yang mendasarkan sifat fisik mineral, diantaranya adalah :

a. Warna, kilap, bentuk kristal konsentrasi yang dilakukan dengan tangan biasa (hand picking).b. Spesific gravity (gravity concentration) adalah konsentrasi berdasarkan berat jenis material. Oleh karena itu untuk mengetahui berhasil atau tidaknya proses konsentrasi gravimetri, harus di cek harga kriteria konsentrasinya (KK). Bila KK > 2,5 atau harganya negatif, maka antar mineral berat dengan mineral ringan dalam bahan galian mudah untuk dipisahkan secara konsentrasi gravimetri. Bila KK = 1,75, maka pemisahan dapat berjalan baik dimana ukuran butirnya 60 - 100 Bila KK = 1,50, agak sulit dipisahkan, namum dapat dilakukan pemisahan bila ukurannya 10. Bila KK

Bab I Pendahuluan

Documents

Transcript of Bab I Pendahuluan