1

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Proses preparasi pada proses pengolahan bahan galian, dimana mineral

sebelum menjadi bijih berupa bongkahan bahan galian yang kemudian diproses

dengan proses crushing dan grinding. Proses crushing merupakan proses reduksi

ukuran dengan meremukan bongkahan bijih dengan cara memberikan tekanan

atau gaya sehingga bongkahan akan pecah. Pada proses berikutnya, yaitu grinding

dimana mekanisme pengecilan ukuran dilakukan dengan cara diberikan gaya dari

material lain yang lebih keras atau dari bijih itu sendiri. Salah satu alat yang

digunakan untuk proses grinding ini adalah Rod Mill. Alat ini digunakan untuk

menghasilkan atau mengecilkan ukuran bijih.

1.2 Tujuan Percobaan

Adapun tujuan dari percobaan ini adalah untuk mengetahui pengaruh

parameter waktu dan jumlah media gerus pada hasil produk grinding dan proses

Rod Mill.

1.3 Batasan Masalah

Adapun batasan masalah dalam praktikum ini dibagi menjadi dua, yaitu

variabel bebas dan variabel terikat. Variabel bebasnya adalah jumlah media

penggerus yaitu 5, 8, 8, dan juga waktu yaitu 5 menit, 5 menit, dan 10 menit.

Sedangkan variabel terikatnya adalah massa dan fraksi ukuran batubara yang

dihasilkan pada saat proses Rod Mill.

1.4 Sistematika Penulisan

Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari lima bab sebagai kajian

utama. Bab I menjelaskan latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan

sistematika penulisan laporan yang digunakan. Bab II merupakan tinjauan pustaka

2

yang berisi teori singkat yang terkait dengan percobaan yang dilakukan. Bab III

menjelaskan mengenai metode percobaan yang dilakukan. Bab IV menjelaskan

mengenai hasil percobaan dan pembahasan berdasarkan tinjauan pustaka dari data

yang telah diperoleh. Bab V memuat kesimpulan dari percobaan yang telah

dilakukan, yang dilengkapi dengan saran seputar percobaan. Sebagai kajian

tambahan, di akhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan,

jawaban pertanyaan dan tugas khusus, gambar alat dan bahan yang digunakan

dalam praktikum serta blanko percobaaan.

3

BAB II

TINJUAN PUSTAKA

2.1 Pengolahan Bahan Galian

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. [Sudarsono, 1999]

Secara umum, mineral dressing adalah suatu proses pengolahan bahan

galian hasil penambangan guna memisahkan mineral berharga dari mineral

pengotornya yang kurang berharga yang terdapat bersama-sama (gangue mineral).

Khusus untuk batubara, proses pengolahan itu disebut pencucian batubara  (coal

washing) atau preparasi batubara (coal preparation). Proses pengolahan

berlangsung secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dari mineral-mineral

tersebut atau hanya sebagian dari sifat fisik saja yang berubah. Hal ini dapat

dilakukan dengan cara:

1. Memperkecil ukuran bahan atau mineral-mineral tersebut, sehingga

terjadi liberasi sempurna dari partikel-partikel yang tidak sejenis satu

sama lain.

2. Memisahkan partikel-partikel yang tidak sama komposisi kimianya

atau berbeda sifat fisiknya.

Proses pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya (gangue

mineral) yang kurang berharga terdiri dari beberapa langkah, yaitu:

1. Comminution

Comminution merupakan proses mereduksi ukuran butir sehingga

menjadi lebih kecil dari ukuran semula. Hal ini dapat dilakukan

dengan crushing dan grinding. Grinding digunakan untuk proses

basah dan kering, sedangkan crushing digunakan untuk proses kering

4

saja. Selain untuk mereduksi ukuran butir, kominusi dimaksudkan

juga untuk meliberasikan bijih, yaitu proses melepas mineral tersebut

dari ikatan yang merupakan gangue mineral. Untuk melakukan hal ini

digunakan alat crusher dan grinding mill.

Kominusi merupakan salah satu tahapan pada pengolahan bijih,

mineral atau bahan galian. Pada kominusi,  bijih atau mineral dari

tambang yang berukuran besar lebih daripada 1 meter dapat

dikecilkan menjadi bijih berukuran kurang daripada 100 mikron.

Tahapan dari kominusi antara lain :

a. Peremukan, crushing biasanya digunakan  untuk pengecilan

ukuran sampai ukuran bijih kurang lebih 20 mm, sedangkan

penggerusan, grinding digunakan untuk pengecilan ukuran mulai

dari 20 mm sampai halus.  Umumnya pengecilan ukuran bijih

dilakukan secara bertahap yaitu:

Peremukan tahap pertama, primary crushing, mengecilkan

ukuran bijih sampai ukuran 20 cm.

Peremukan tahap kedua, secondary crushing, mengecilkan

ukuran bijih dari sekitar 20 cm sampai 5 cm.

Peremukan tahap ketiga, tertiary crushing, mengecilkan

ukuran bijih dari 5 cm menjadi sekitar 1 cm

b. Penggerusan kasar (grinding) untuk mengecilkan ukuran bijih

mulai dari sekitar 1 cm menjadi selkitar 1 mm.

c. Penggerusan halus (fine grinding) untuk mengecilkan ukuran bijih

mulai dari 1 mm menjadi kurang dari 0,075 mm.

2. Sizing

Sizing merupakan pengelompokan mineral, dalam pengelompokan

mineral ini dapat dilakukan dengan cara:

Screening merupakan pemisahan besar butir mineral berdasarkan

lubang ayakan, sehingga hasilnya seragam. Alat pada proses ini

dinamakan screen.

5

Classifying merupakan pemisahan butir mineral yang mendasarkan

atas kecepatan jatuh material dalam suatu media (air, udara),

sehingga hasilnya tidak seragam. Alat untuk melakukan. Alat pada

proses ini dinamakan classifier.

3. Concentration

Concentration merupakan proses pemisahan antara mineral yang

berharga dengan mineral yang tak berharga, sehingga didapat kadar

yang lebih tinggi dan menguntungkan.

Pemisahan ini ada beberapa cara yang mendasarkan atas sifat fisik

mineral, diantaranya adalah :

Warna, kilap dan bentuk kristal, Konsentrasi yang dilakukan

dengan tangan biasa (hand picking).

Specific gravity (gravity concentration) adalah konsentrasi

berdasarkan berat jenisnya. Dalam hal ini, ada tiga macam yakni

Flowing film concentration, Jigging, Heavy Media Separation dan

Heavy Liquid Separation.

Magnetic susceptibility, setiap mineral akan mempunyai sifat

kemagnetan yang berbeda yakni ada yang kuat, lemah dan bahkan

ada yang tidak sama sekali tertarik oleh magnet. Berdasarkan sifat

kemagnetan yang berbeda-beda itulah mineral dapat dipisahkan

dengan alat yang disebut magnetic separator.

Conductivity, mineral itu ada yang bersifat konduktor dan non

konduktor. Untuk memisahkan mineral jenis ini diperlukan alat

yang disebut High Tension Separator, dan hasil yang didapat

adalah mineral konduktor dan non konduktor.

Sifat permukaan mineral, permukaan mineral itu ada yang bersifat

senang dan tidak senang terhadap gelembung udara. Mineral yang

senang terhadap udara akan menempel pada gelembung udara

sedangkan mineral yang senang terhadap air tidak akan menempel

pada gelembung udara. Untuk mengubah agar mineral yang

senang terhadap air menjadi senang terhadap udara digunakan

6

suatu reagen kimia, yang mana reagen ini hanya menyelimuti

permukaan mineral itu saja (tidak bereaksi dengan mineral).

Dengan memberi gelembung udara maka mineral akan terpisah.

Sehingga antara mineral yang dikehendaki dengan yang tidak

dikehendaki dapat dipisahkan. Proses pemisahan semacam ini

disebut dengan flotasi.

4. Dewatering

Dewatering merupakan proses pemisahan antara cairan dengan

padatan.

2.2 Grinding

Grinding merupakan proses lanjutan setelah proses crushing. Grinding

juga dapat dikatakan sebagai tahap akhir dari unit operasi kominusi. Pada

dasarnya grinding ini hanya menghaluskan material atau umpan dari proses

crushing sesuai dengan kehendak yang diinginkan, biasanya umpan yang

dimasukan kedalam proses grinding memiliki ukuran umpan berkisar 25 mm.

Grinding adalah solusi untuk masalah penerapan gaya fraktur yang kecil

dalam jumlah partikel yang besar. Dalam grinding terjadi efek yang digunakan

untuk menghancurkan fraktur. Grinding biasanya di lakukan dalam ball mills,

tube mills, pebble mills dan rod mills.

Grinding dapat terjadi karena adanya kikisan dan kompresi:

a. Kikisan dapat disebabkan oleh bola media yang menggelinding pada

permukaan mill sehingga terjadi pengikisan.

b. Kompresi dapat disebabkan adanya gaya berat yang diterima bijih saat

diputar didalam mill. Sehingga gaya berat ini merupakan gaya berian

oleh bijih yang berada diatasnya

2.3 Karakteristik Grinding

2.3.1 Grinding secara Basah atau Kering

Berikut ini merupakan beberapa faktor yang mempengaruhi

grinding secara basah atau kering:

7

a. Ketersediaan air dalam proses grinding.

b. Grinding secara basah memerlukan daya yang lebih kecil dalam

per ton materialnya.

c. Grinding secara basah membutuhkan ruang yang lebih sedkit

dibandingkan secara kering.

d. Grinding secara basah tidak perlu peralatan pengontrol debu.

e. Kadar air yang rendah sangat penting untuk grinding secara

kering dan dengan demikian mungkin memerlukan

pengeringan.

f. Pada grinding secara basah, sangat memungkinkan terjadinya

proses korosi.

2.3.2 Volume Muatan

Volume muatan adalah persentase interior mill dengan media

penggerus dan ruang kosong antara media. Ini dapat di rumuskan menjadi:

Charge volume ¿113−126 HcDm .................................. (1)

Dimana:

Hc = jarak antara mill atas dengan stationary charge

Dm = diameter mill dalam garis.

2.3.3 Media Action

Media Action adalah awalan yang terbaik dalam hal lapisan halus

dan dengan mempertimbangkan aksi bola tunggal. Kekuatan mengubah

bola terjadi karena adanya gaya pegang bola yang melawan dimana itu

merupakan komponen normal dari berat ditambah dengan gaya

sentrifugal.

Fc=Mb V 2mDm ............................................... (2)

8

Rumus tersebut merupakan cara umum untuk menentukan kecepatan

kritis di mana bola tunggal hanya akan terus melawan shell pada siklus

penuh, dimana DM>Dm,

Nc= 42.3√DM

............................................. (3)

2.4 Rod Mill

Grinding media pada rod mill adalah batang-batang baja, umpan yang

dimasukkan ukurannya lebih kecil dari ¾ inchi dan produknya berukuran -14

sampai -18 mesh. Umpan berukuran kecil, karena bila materialnya 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.

Gambar 2.1 Skematis Rod Mill

Bagian-bagian penting dari mill:

1. Shell, plat baja yang membentuk bagian silinder dari mill, dirancang

untuk mampu menahan impact dan beban berat.

2. Pelapis (liner), diletakan pada shell bagian dalam dan harus mampu

menahan impact dan beban berat, tahan kikisan, pelapis dibuat

bergelombang.

9

BAB III

METODE PERCOBAAN

3.1 Diagram Alir Percobaan

Percobaan ini secara umum digambarkan dalam bentuk diagram alir

sehingga memudahkan pelaksanaan percobaan yang dilakukan seperti gambar 3.1.

Data Pengamatan

Menimbang massa dari tiap fraksi ukuran

Memisahkan hasil Rod Mill berdasarkan fraksi ukuran menggunakan screen

Memasukkan ke dalam Rod Mill dengan media penggerus dan menggerus sampel dengan waktu

menit selama 5 menit, 5 menit, dan 10 menit serta jumlah media penggerus sebanyak 5, 8, dan 8

Menimbang sampel dan membagi rata massa sampel

Menyiapkan bongkahan batubara

10

Gambar 3.1 Diagram Alir Percobaan

3.2 Alat dan Bahan

3.2.1 Alat yang digunakan

1. Neraca Ohaus

2. Media penggerus 8 buah

3. Rod Mill

4. Screen

5. Stopwatch

6. Peralatan penunjang praktikum

3.2.2 Bahan yang digunakan

1. Batubara ukuran kerikil

3.3 Prosedur Percobaan

1. Menyiapkan bongkahan mineral batubara dan menghancurkan menjadi

lebih kecil (kerikil).

2. Menimbang sampel dan membagi rata berat sampel.

3. Memasukan bongkahan kedalam rod mill dan menggerus bongkahan

dengan waktu selama 5 menit, 5 menit, 10 menit dan jumlah media

penggerus sebanyak 5, 5, dan 8.

4. Mengeluarkan hasil penggerusan bongkahan.

Kesimpulan

LiteraturPembahasan

11

5. Memisahkan hasil dari proses rod mill berdasarkan fraksi ukuran

menggunakan screening.

6. Menimbang berat dari tiap–tiap fraksi ukuran.

12

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

4.1 Hasil Percobaan

Berdasarkan percobaan yang telah dilakukan, diperoleh data percobaan

sebagai berikut:

Tabel 4.1 Perbedaan waktu penggerusan dan jumlah media penggerus

Massa awal (gram) Waktu (menit) Jumlah penggerus

100

100

100

5

5

10

5

8

8

Tabel 4.2 Data Hasil Percobaan

Fraksi ukuran (#)Massa (gram)

I II III

+18#

-18# +40#

-40# +60#

-60#

92

2,4

1

1,75

90,5

3,8

1,5

2,5

86,65

4,3

2

5

4.2 Pembahasan

Pada praktikum Rod Mill ini, sampel yang digunakan adalah batubara.

Mula-mula, menyiapkan sampel batubara sebanyak 3 sampel lalu menimbang

sampel batubara menggunakan neraca Ohaus hingga diperoleh massa 100 gram.

Pada praktikum ini, sampel batubara berbentuk seperti kerikil-kerikil karena jika

terlalu besar, batubara akan sulit untuk dilakukan proses grinding.

Selanjutnya memasukkan sampel ke dalam rod mill. Untuk sampel I,

13

waktu penggerusan selama 5 menit dengan jumlah media penggerus yang

digunakan sebanyak 5 buah. Sampel II, waktu yang digunakan selama 5 menit

namun jumlah media penggerus yang digunakan sebanyak 8 buah. Dan sampel

III, waktu yang digunakan lebih lama, yaitu selama 10 menit dengan jumlah

media yang digunakan sebanyak 8 buah.

Tujuan dilakukan variasi atau perbedaan waktu dan jumlah media

penggerus ini adalah untuk mengetahui pengaruh parameter waktu dan jumlah

media penggerus pada hasil produk grinding dan proses rod mill, apakah pada

proses rod mill ini sampel manakan yang lebih banyak menghasilkan produk

halus dibandingkan produk kasar.

Dari hasil percobaan ini, diperoleh data seperti pada table 4.2 dan dibuat

dalam bentuk grafik seperti pada gambar 4.1 dan 4.2 dibawah ini:

4 5 6 7 8 9 10 110

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

+18#-18# +40#-40# +60#-60#

Waktu (menit)

Mas

sa (g

ram

)

Gambar 4.1 Grafik hubungan antara waktu penggerusan dengan massa sampel

(batubara)

Pada grafik 4.1 terlihat ada penurunan massa untuk produk ukuran paling

besar, yaitu +18# dan pada produk ukuran lainnya yang lebih kecil terjadi

peningkatan massa. Sebagai contoh pada fraksi ukuran -60#, sampel I (5 menit)

14

diperoleh 1,75 gram, sampel II (5 menit) diperoleh 3,5 gram dan sampel III (10

menit) diperoleh 5 gram. Hal tersebut terjadi karena semakin lama waktu

penggerusan, maka sampel akan mengalami penggerusan lebih lama pula

sehingga produk halus yang dihasilkan akan lebih banyak, sesuai dengan teori

pada proses rod mill bahwa semakin lama waktu penggerusan maka semakin

banyak produk halus yang dihasilkan.

Secara mekanisme, saat rod mill berputar pada kecepatan v, maka apapun

yang berada di dalam rod mill (termasuk sampel dan media penggerus) akan ikut

berputar juga. Sampel dan media penggerus yang berada di dalam rod mill saling

bergerak, bertumbukan, bergesekan satu sama lain sehingga menyebabkan sampel

akan hancur secara perlahan, sehingga produk halus yang dihasilkan lebih banyak.

Ditambah dengan adanya pengaruh dari gaya gravitasi juga menyebabkan

terjadinya impact akibat benda yang berjatuh dari atas dan menimpah benda lain

yang berada di bawahnya. Oleh karena itu, lamanya waktu penggerusan akan

menentukan banyaknya produk halus yang dihasilkan dari proses rod mill.

Selain pengaruh dari waktu penggerusan, jumlah media penggerus juga

menentukan produk yang dihasilkan dari proses rod mill yang terlihat pada grafik

4.2.

Berdasarkan grafik 4.2, pengaruh jumlah media penggerus menunjukan

hal yang sama seperti pada grafik 4.1, yaitu pengaruh waktu penggerusan. Hal ini

sama seperti pada mekanisme akibat pengaruh waktu punggerusan, hanya saja

pengaruh yang lebih diperhatikan adalah gaya gravitasi dan impact yang terjadi.

Jika berbicara tentang benda, maka akan lebih fokus pada bentuk, massa, dan

kekuatan dan sifat fisik lainnya.

Pada praktikumk rod mill ini, media penggerus memiliki bentuk, massa,

massa jenis (densitas), kekerasan serta kekuatan yang lebih besar dari sampel

(batubara), sehingga saat rod mill berputar pada kecepatan v, media penggerus

akan memiliki gaya, momentum, dan energi (kinetik saat bergerak dan potensial

saat jatuh) yang lebih besar yang menyebabkan batubara akan hancur perlahan-

lahan akibat bertumbukan, bergesekan, maupun terkena impact dari media

penggerus saat jatuh.

15

4.5 5 5.5 6 6.5 7 7.5 8 8.50

10

20

30

40

50

60

70

80

90

100

+18#-18# +40#-40# +60#-60#

Jumlah media penggerus

Mas

sa (g

ram

)

Gambar 4.2 Grafik hubungan antara jumlah media penggerus dengan massa

sampel (batubara)

Kecepatan putaran rod mill akan menyebabkan sampel dan media

penggerus memiliki gaya sentrifugal. Gaya sentrifugal merupakan gaya yang

timbul karena benda bergerak melingkar dan menyebabkan benda tersebut akan

menjauhi pusat putaran. Sedangkan gaya gravitasi merupakan gaya yang dimiliki

benda karena massanya, artinya setiap benda bermassa akan memiliki gaya

gravitasi yang besarnya sebanding dengan massa benda tersebut.

Dari gaya-gaya yang bekerja pada benda tersebut, dapat diketahui bahwa

jika kecepatan putaran rod mill itu tidak terlalu cepat (gaya sentrifulgar < gaya

gravitasi) maka sampel dan media penggerus akan mengalami gerak jatuh bebas.

Sebaliknya, jika putaran rod mill terlalu cepat (gaya sentrifulgar > gaya gravitasi)

maka sampel dan media penggerus akan menempel di dinding rod mill.

Besarnya gaya sentrifugal yang bekerja pada benda di dalam rod mill

ditentukan oleh rumus berikut ini:

F s=m v2

r........................................................ (4)

16

r=12

D........................................................... (5)

Subtitusikan persamaan (5) ke persamaan (4), sehingga diperoleh rumus:

Fs = 2m v2

D....................................................... (6)

Saat gaya sentrifugal yang dialami batubara dan media penggerus lebih

besar dari gaya gravitasinya, maka keduanya akan lebih banyak mengalami

gesekan, akan tetapi jika gaya sendtrifugalnya lebih kecil dari gaya gravitasinya,

maka keduanya akan sering mengalami impact ataupun bertumbukan.

Jumlah media penggerus akan sangat menentukan banyaknya produk halus

yang dihasilkan dari proses rod mill ini. Karena semakin banyak jumlah media

penggerus, maka terjadinya proses penggerusan akibat gaya-gaya yang

ditimbulkan lebih banyak terjadi sehingga produk halus yang dihasilkan lebih

banyak juga.

Pada percobaan ini, kecepatan putaran rod mill dibuat tetap dan sama pada

setiap sampel sehingga tidak berpengaruh atau tidak dipertimbangkan terlalu

besar. Sehingga yang lebih mempengaruhi adalah waktu penggerusan dan jumlah

media penggerus. Serta pada percobaan ini, praktikan tidak mengetahui pengaruh

parameter yang lebih besar terhadap hasil produk yang dihasilkan antara waktu

penggerusan dengan jumlah media penggerus karena pemberian dari keduanya

dibuat konstan, yang artinya jika waktu penggerusan lama maka jumlah media

penggerus juga banyak, begitu juga sebaliknya.

17

BAB V

KESIMPULAN DAN SARAN

5.1 Kesimpulan

Dari praktikum Rod Mill di Laboratorium Metalurgi I yang telah

dilakukan, didapat kesimpulan sebagai berikut:

1. Semakin lama waktu penggerusan yang dilakukan, maka fraksi ukuran

produk yang diperoleh akan semakin halus.

2. Semakin banyak jumlah media penggerusan yang digunakan, maka

fraksi ukuran produk yang diperoleh akan semakin halus

5.2 Saran

Adapun saran yang dapat diberikan untuk praktikum pada kesempatan

selanjutnya sebagai berikut:

1. Variasi waktu dan media penggerus tidak dibuat konsisten, artinya

waktu penggerusan lebih lama maka media penggerus yang diberikan

lebih sedikit. Tujuannya untuk mengetahui lebih jelas pengaruh serta

hubungan dari parameter masing-masing.

2. Untuk mendapatkan grafik yang lebih baik, sebaiknya massa dari

sampel tidak terlalu besar atau waktu penggerusan lebih lama, karena

untuk mendapatkan perbedaan massa setiap fraksi ukuran yang tidak

terlalu signifikan sehingga grafik perubahan massa setiap fraksi ukuran

terlihat jelas.

18

DAFTAR PUSTAKA

[FT UNTIRTA] Fakultas Teknik, Universitas Sultan Ageng Tirtayasa.

Laboratorium Metalurgi I, Modul Praktikum. Cilegon: FT UNTIRTA.

2015.

J. Spottiswood, David, Errot G. Kelly. Introduction to Mineral Processing.

Canada: John Willey and Sons, inc. 1982

Sudarsono, Arief. Pengolahan Bahan Galian Umum, Bandung: Jurusan Teknik

Pertambangan Fakultas Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung.

1989

http://www.scribd.com/doc/263011705/Buku-Petunjuk-Praktikum [Diakses tang-

gal 08 November 2015 pukul 10.40 WIB]

19

LAMPIRAN A

JAWABAN PERTANYAAN DAN TUGAS KHUSUS

20