MAKALAH FLOTASI TEKLING

8/18/2019 MAKALAH FLOTASI TEKLING

1/40

MAKALAH

WASTEWATER TREATMENT PLANTDESIGN AND IMPLEMENTATION OF

FLOTATION

Disusun Oleh:

1. Indah Kartika Dewi (1 1!" #$

!. M%tiara I&ti' )ah (1 1!" *$

+,R,SAN TEKNOLOGI KIMIA IND,STRI

SEKOLAH TINGGI MANA+EMEN IND,STRI KEMENTRIAN PERIND,STRIAN RI

+AKARTA


2/40

30

KATA PENGANTAR

Puji dan syukur kami panjatkan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas segala

nikmat-Nya, sehingga kami dapat menyelesaikan tugas makalah Teknologi

Lingkungan yang erjudul ! Wastewater Treatment Plant Design And

Implementation Of Flotation ! dengan lan"ar tanpa adanya kendala yang erarti#

$ami menyadari ah%a makalah ini mungkin masih jauh dari sempurna

serta masih anyak kekurangan# Oleh karena itu, saran dan kritik yang

mem angun sangat kami harapkan# &emoga makalah Teknologi Lingkungan ini

dapat erman'aat agi kita semua#

(akarta, )* Mei +*


3/40

30

DAFTAR ISI

KATA PENGANTAR #############################################################

DAFTAR ISI #################################################################### ii

-A- IPendah% %an

# Latar .elakang #################################################################

#+ /umusan Masalah###############################################################

#) Tujuan Penulisan###############################################################

# Man'aat Penulisan##############################################################

-A- II

Tin/a%an P%&taka

+# Pengertian 0lotasi##############################################################

+#+ (enis- (enis 0lotasi##############################################################

+#) Prinsip $erja 0lotasi#############################################################

+# 0aktor-'aktor yang Menpengaruhi 0lotasi############################################

+#1 Ma"am-ma"am &el 0lotasi#######################################################

+#2 &yarat-syarat 0lotasi############################################################

+#3 Mekanisme 0lotasi &e"ara 0isika dan $imia##########################################

+#4 Langkah-langkah 0lotasi#########################################################

+#5 Teori Persamaan################################################################

+# * 6mplementasi 0lotasi###########################################################

+# $eunggulan dan $ekurangan 0lotasi###############################################

+# + /eagen 0lotasi################################################################

-A- III

Pen%t%0

)# $esimpulan####################################################################DAFTAR P,STAKA


4/40

30

-A- I

PENDAH,L,AN

1.1 Latar -e akan

0lotation 7'lotasi8 erasal dari kata 'loat yang erarti mengapung atau

mengam ang# 0lotasi dapat diartikan se agai suatu pemisahan suatu 9at dari 9at

lainnya pada suatu "airan larutan erdasarkan per edaan si'at permukaan dari

9at yang akan dipisahkan, dimana 9at yang ersi'at hidro'ilik tetap erada 'asa

air sedangkan 9at yang ersi'at hidro'o ik akan terikat pada gelem ung udara

dan akan ter a%a ke permukaan larutan dan mem entuk uih yang kemudian

dapat dipisahkan dari "airan terse ut# &e"ara umum 'lotation meli atkan ) 'ase

yaitu "air 7se agai media8, padat 7partikel yang terkandung dalam "airan8 dan

gas 7gelem ung udara8#

0lotasi adalah proses konsentrasi mineral erharga erdasarkan

per edaan tegangan permukaan dari mineral didalam air 7a;ua8 dengan "ara

mengapungkan mineral ke permukaan# Mekanisme 'lotasi didasarkan pada

adanya pertikel mineral yang di asahi 7hidropilik8 dengan partikel mineral yang

tidak di asahi 7hidropo ik8# Partikel < partikel yang asah tidak mengapung dan

"enderung tetap erada dalam 'asa air# Di lain pihak partikel < perikel hidro'o ik

7tidak di asahi8 menempel pada gelem ung, naik ke permukaan, mem entuk

uih yang mem entuk partikel dan dipisahkan#

Metode ini iasanya digunakan di e erapa industri pertam angan

dengan menggunakan reagen utama =anthate se agai >olle"tor 7misalnya :

potassium amyl 9anthate8, pine oil se agai 'rother dan "ampuran ahan kimia

organik lainnya se agai p? modi'iers# /eagen yang digunakan untuk

pengapungan pada umumnya tidak era"un, yang erarti ah%a iaya

pem uangan lim ah tailing menjadi rendah#

Oleh karena itu, untuk mengetahui metode ini se"ara le ih detail, di

dalam makalah ini akan di ahas mengenai metode 'lotasi dan "ontoh

aplikasinya#


5/40

30

1.! R%)%&an Ma&a ah

#+# @pa yang dimaksud dengan 'lotasi A

#+#+ .agaimana prinsip kerja 'lotasi A

#+#) 0aktor < 'aktor apa sajakah yang mempengaruhi 'lotasi A#+# @pa saja syarat < syarat menggunakan metode 'lotasi A

#+#1 .agaimana langkah kerja dari metode 'lotasi A

#+#2 .agaimana "ontoh aplikasi dari metode 'lotasi A

#+#3 @pa saja keunggulan dari metode 'lotasi A

1.2 T%/%an Pen% i&an

#)# Mengetahui apa yang dimaksud dengan 'lotasiB

#)#+ Mengetahui prinsip kerja 'lotasiB#)#) Mengetahui 'aktor < 'aktor yang mempengaruhi 'lotasiB

#)# Mengetahui syarat < syarat menggunakan metode 'lotasiB

#)#1 Mengetahi langkah kerja dari metode 'lotasiB

#)#2 Mengetahui "ontoh aplikasi dari metode 'lotasiB

#)#3 Mengetahui keunggulan dari metode 'lotasi#

1.3 Man4aat Pen% i&an

# # Mengetahui dan mempelajari apa yang dimaksud dengan 'lotasiB

# #+ Memahami prinsip kerja 'lotasiB

# #) Mengetahui 'aktor < 'aktor yang mempengaruhi 'lotasiB

# # Mengetahui syarat < syarat menggunakan metode 'lotasiB

# #1 Mengetahui dan mempelajari langkah kerja dari metode 'lotasiB

# #2 Mempelajari dan memahami "ontoh aplikasi dari metode 'lotasiB

# #3 Mengetahui keunggulan dari metode 'lotasi#


6/40

30

-A- II

TIN+A,AN P,STAKA

!.1 Pen ertian F ta&i

0lotasi adalah suatu proses dimana padatan, "airan atau 9at terlarut di a%a

ke permukaan larutan dengan penggunaan gelem ung udara 7?araide, 5318# Cat

yang di'lotasi menempel pada permukaan gelem ung udara sehingga terangkat ke

permukaan larutan yang untuk selanjutnya dapat dipisahkan dari larutan#

ntuk dapat di'lotasi maka suatu 9at harus ersi'at hidro'o sehingga

dapat menempel pada gelem ung udara# Cat yang tidak ersi'at di'lotasi yaituhidro'il dapat diu ah menjadi hidro'o dengan penam ahan suatu senya%a yang

dise ut dengan kolektor erupa suatu sur'aktan sehingga 9at itu dapat pula di

'lotasi#

0lotasi adalah suatu proses pegolahan air yang dipakai untuk pemisahan

partikel solid dan "airan dari 'ase "airan# Proses pemisahan dapat terjadi karena

adanya gelem ung-gelem ung halus yang terdapat pada 'ase "airan yang naik ke

permukaan air akan mengangkut partikel-partikel yang ada pada 'ase "airan

terse ut 7/i"h, 52 8#

@da ) ma"am tipe 'lotasi yang iasa dipakai pada proses pengolahan air

7Met"al' and Eddy, 5418 yaitu 'lotasi udara terdispersi 7dispersed air 'lotation8,

'lotasi akum 7 a"uum 'lotation8 dan 'lotasi udara terlarut 7dissol ed air

'lotation8# Pada sistem 'lotasi udara terlarut, se"ara teoritis 7Ca el and

Mel ourne, 54* B dan (anssens and &"hers8 udara yang dihasilkan kompresor

dilarutkan kedalam air pada tangki tekan, dan dilanjutkan dengan pelepasan

udara yang telah ditekan pada le el atmos'er#


7/40

30

!.! +eni&5/eni& 4 ta&i

@dapun jenis-jenis dari 'lotasi ada ) antara lain:

a# @erasi pada tekanan atmos'er 7air 'lotation8dara akan masuk kedalam 'luida dengan menggunakan mekanisme

rotor- disperser # /otor yang terendam dalam 'luida akan mendorong

udara menuju ukan disperser sehingga udara er"ampur dengan air

sehingga partikel yang mengapung dapat disisihkan# &istem ini memiliki

keuntungan antara lain tidak memerlukan area yang luas dan le ih e'ekti'

dalam menyisihkan partikel minyak#

# Dissol ed @ir 0lotation 7D@08

Melakukan pengapungan dengan melarutkan udara ke dalam 'luida dengan

tekanan yang tinggi kemudian dilepaskan dalam tekanan atmos'er#

@dapun metode Disol e @ir 0lotation 7D@08 ada dua jenis yaitu :

# Dengan /esirkulasi

+# Tanpa resirkulasi#

$edua jenis terse ut dapat dilihat pada gam ar di a%ah ini,

Fam ar +#2 Disol es @ir 0lotation dengan /esirkulasi


8/40

30

Fam ar +# 3 Disol es @ir 0lotation tanpa /esirkulasi

"# Ga"um 0lotation

Lim ah "air diaerasi hingga jenuh sehingga akan ter entuk gelem ung

udara yang akan lolos ke atmos'er dengan mengangkat partikel-partikel

ke atas#

!.2 Prin&i0 F ta&iPenempelan partikel 7mineral8 pada gelem ung udara Felem ung

mineral harus sta il#

@da si'at 0loat dan sink

.e erapa jenis partikel yang ter"ampur dapat dipisahkan salah satu

jenisnya dari "ampurannya atau ila memungkinkan dan dapat terpisah

keseluruhan jenis sehingga dapat terkonsentrasi dari tiap-tiap jenis# Pemisahan

dari partikel-partikel dalam 'lotasi ini ditunjukkan oleh penentuan kontak antara

tiga 'asa yaitu 'asa partikel padat yang akan diapungkan, larutan a;ua ele"trolit,

dan gas 7 iasanya dipakai udara8 hampir semua 9at anorganik dapat di asahi

oleh 'asa akua# Oleh karena itu, langkah pertama dalam 'lotasi adalah

mengggantikan se agian dari antar 'asa padat-"air menjadi antara 'asa padat-gas#

&e agian hasilnya didapat ah%a permukaan partikel akan menjadi hidro'o ik#


9/40

30

!.3 Fakt r54akt r 6an Me)0en ar%hi F ta&i

0aktor < 'aktor yang mempengaruhi 'lotasi adalah:

# kuran partikel

kuran partikel yang esar mem uat partikel terse ut "enderunguntuk mengendap, sehingga susah untuk ter'lotasi#

+# p? larutan

Partikel "enderung mudah mengendap pada p? yang tinggi,

sehingga dia le ih susah ter'lotasi#

)# &ur'aktan

0ungsi sur'aktan adalah kolektor yang merupakan reagen yang

memiliki gugus polar dan gugus nonpolar sekaligus# $olektor akan

mengu ah si'at partkel hidro'il menjadi hidro'o ## .ahan $ima lainnya misalnya koagulan

Penam ahan koagulan dapat mengaki atkan ukuran partikel

menjadi le ih ke"il#

1# Laju dara

Laju udara er'ungsi se agai pengikat partikel yang memiliki si'at

permukaan hidro'o ik, persen padatan# ntuk 'lotasi pada partikel kasar,

dapat dilakukan dengan persen padatan yang esar demikian juga

se aliknya# .esar laju pengumpanan, erpengaruh terhadap kapasitas dan

%aktu tinggal#

2# kuran Felem ung dara

3# $ete alan Lapisan .uih

4# Penam ahan /eagen $imia

Dengan adanya per edaan si'at permukaan hidro'o ik dan

hidro'ilik perlu adanya suatu reagen kimi untuk mengu ah permukaan

mineral# /eagen kimia yang digunakan pada proses 'lotasi terdiri dari:

a# $olektor

&uatu ahan kimia organik yang gunanya untuk mengu ah si'at

permukaan mineral yang tadinya hidro'il menjadi hidro'o # ?al ini


10/40

30

mineral yang diinginkan adalah mineral yang hidro'il "ontohnya

sa un, solar#

# Modi'ier

.ahan kimia anorganik yang 'ungsinya mempeng aruhi kerja

kolektor#

!. Ma7a)5Ma7a) Se F ta&i

&el 'lotasi er'u ngsi untuk menerima pulp dan dilakukan proses 'lotasi#

(enis sel mendasarkan atas pemasukan udara, adalah:

# @gitation >ell

@lat ini jarang digunakan, se a adanya perkem ang an dengan

diketemukannya su aeration "ell# dara masuk ke dalam "ell 'lotasi karena

putaran pengaduk#

+# &u @eration >ell

dara masuk aki at hisapan putaran pengaduk# @lat ini paling praktis

sehingga anyak dig unakan#

)# Pneumati" >ell

@lat ini jarang sekali yang menggunakan, udara langsung di

hem uskan ke dalam "ell#

# Ga"um and Pressure >ell

dara masuk karena tangki di uat akum oleh pompa penghisap dan

udaradimasukkan oleh pompa injeksi#

1# >as"ade >ell

dara masuk karena jatuhnya mineral#

F


11/40

!.8 S6arat5S6arat F ta&i

&yarat-syarat dari 'lotasi adalah se agai erikut::

# Mempunyai penerima pulp dan pengeluaran konsentrat#

+# Dapat menghasilkan atau ada aliran udara yang dapat dimasukkan

kedalam sistem terse ut#

)# 0eed harus dalam entuk pulp#

!.# Mekani&)e F ta&i Se7ara Fi&ika dan Ki)ia

# &e"ara 'isika

Pengam ilan ahan- ahan yang tersuspensi erukuran esar dan

ahan yang mudah mengendap atau ahan yang dapat terapung terle ih

dahulu disingkirkan atau di uang# >ara yang paling e'isien untuk

menyisihkan ahan yang tersuspensi erukuran esar dengan "ara

pengendapan# &edangkan ahan yang tersuspensi dapat mengendap dapat

dipisahkan dengan "ara pengendapan#

+# &e"ara $imia

Pemisahan menggunakan "ara kimia iasanya menghilangkan

partikel-partikel yang sulit untuk diendapkan atau tidak mudah

mengendap# &ehingga dengan adanya penam ahan ahan kimia tertentu

yang diperlukan maka partikel yang tidak mudah diendapkan menjadi

mudah diendapan# &e agai "ontoh penyisihkan ahan- ahan organik

era"un seperti 'enol dan sianida pada konsentrasi yang rendah dapat

dilakukan dengan mengoksidasikannya dengan klor 7>l +8, kalsium

permanganate, dan lain-lain#

!.* Lan kah5 an kah F ta&i

@dapun langkah- langkah dalam 'lotasi adalah se agai erikut:

# Li erasi, analisis pendahuluan

@gar mineral dapat terli erasi, maka perlu dilakukan "rushing atau

grinding yangditeruskan dengan pengayakan atau "lassi'iying# 6ni

dimaksudkan agar ukuran utir mineral dapat seragam, sehingga proses


12/40

akan le ih sukses atau erhasil# @nalisis pendahuluan dilakukan dengan

menggunakan mikroskop, sehingga dapat dilihat derajat li erasinya dan

kadar dari mineral terse ut# Diupayakan dalam tahap ini juga, dilakukandeslimming, se a slime akan mengganggu proses 'lotasi#

+# >onditioning

@dalah mem uat suatu pulp agar nantinya pulp terse ut dapat

langsung dilakuakn 'lotasi# Preparasi ini se aiknya disesuaikan dengan

li erasi dalam proses asah maka "onditioning tidak mudah juga harus

dilakukan pada proses asah# Pada pengkondisian, reagen yang di erikan

adalah modi'ier, "ole"tor dan 0rother#

)# Proses 0lotasi

Proses ini ditandai dengan masuknya gelem ung udara kedalam

pulp# Felem ung uadara diinjeksikan kedalam tangki untuk

mengapungkan padatan sehingga mudah disisihkan# Dengan adanya gaya

dorong dari gelem ung terse ut, padatan yang erat jenisnya le ih tinggi

dari air akan terdorong ke permukaan# Demikia pula halnya pada padatan

yang erat jenisnya le ih rendah daripada air# ?al ini merupakan

keunggulan dari teknik 'lotasi di anding pengendapan karena dengan

'lotasi partikel yang ringan dapat disisihkan dalam %aktu yang ersamaan#

!.9 Te ri Per&a)aan

0lotasi pada proses dasar permukaan kimia dimana anyak terjadi

peristi%a se"ara ersamaan antar permukaan antara padatan, "airan, dan udara#

Garia el yang diketahui se agai parameter adalah contact angel , # &aat H *,

"airan menye ar di atas padatan, kontak antara media air dengan udara seperti

pada padatan yang dise ut se agai hidro'ilik dan asahan oleh air# Felem ung

udara tidak dapat terikat pada padatan hidro'ilik di air# &e aliknya, padatan

hidro'o ik tidak asah oleh air, gelem ung udara dapat erikatan pada air dan

nialai "onta"t angel le ih dari *I, J *I#


13/40

lg

air

udara p

sg sl

padatan hidro'o ik

$onsep "onta"t angel dengan pengikatan gelem ung pada medium "air,

terikat pada padatan hidro'o ik# P adalah kontak ) 'ase, dimana e"tor lg

mele%ati p dan mem entuk tang pada permukaan kur a pada gelem ung udara#

Tiga gaya tegangan antar permukaan saat kesetim angan, sesuai dengan persamaan YoungKs# Dimana menunjukkan tegangan antar muka antara solid-

gas, solid-li;uid dan li;uid-gas#

sg - sl H lg #"os ############################7 8

7Othmer, 5548

(umlah udara se"ara teori yang akan dilepas dalam larutan ketika

tekanan erkurang menjadi atm dapat dihitung dengan :

&a-Pa

P SaS =

Dengan :

& H udara yang dilepas pada tekanan atmos'er per unit olume pada ** ,

"m ) lt

&a H udara jenuh pada tekanan tertentu, "m)

lt

P H tekanan a solut

Pa H tekanan atmos'er


14/40

Daya larut udara dalam air uangan industri le ih ke"il dari pada

air, koreksi dari rumusan diatas menjadi :

= -Pa'#P

SaS

Dengan :

' H 'raksi daya larut udara pada air uangan dalam tangki 7*#41 < *#58

ntuk hasil unit 'lotasi yang erhu ungan dengan kualitas

e''luent dalam proses pengapungan erhu ungan dengan rasio udara atau

solid ditetapkan pada massa udara yang dilepas per massa solid dalam

in'luent air uangan dapat dihitung :

−= #

##

Pa P f

QSa RSa

S A

Dengan :

H de it in''luent air uangan

/ H de it resirkulasi air uangan

&a H $onsentrasi minyak atau lemak atau solid air uangan

?u ungan antar rasio udara solid dan kualitas e''luent diperoleh

pada gra'ik di a%ah ,


15/40

Fam ar +#4 ?u ungan antar rasio udara solid dan kualitas e''luent

ntuk mengetahui karakteristik unit 'lotasi yang akan di desain

disesuaikan dengan karakteristik air uangan, diperlukan tes la oratorium#

@pa ila menggunakan sistem resirkulasi maka rasio udara solid dapat

dihitung :

( )QSa

RSaS A

#-P#)#=

Dengan :

&a H dara jenuh, "m ) l

/ H Golume resirkulasi, l

P H tekanan a solut 7atm8

H de it air uangan 7l8

&a H &uspended solid in'luent 7mg l8


16/40

&ur'a"e area dapat dihitung :

loading/ += Q A

Dengan :

@ H sur'a"e area

Hde it air uangan

/ H de it resirkulasi

&elain itu dari tes la oratorium juga diperoleh nilai sur'a"e

loading pada tekanan tertentu yang diplotkan dengan konsentrasi e''luent#

@gar proses 'lotasi erlangsung sempurna dapat ditam ahkan koagulan#

:ONTOH SOAL

@ir uangan dengan de it 1* gal min 7*,13 m ) min8 dengan temperatur

*) o0 7)5, o>8# $onsentrasi minyak in'luent +* mg e dan konsentrasi

yang diinginkan +* mg e# ?asil la oratorium diperoleh :

Dosis alum H 1* mg e

Tekanan a solute H 2* l in + 7 kPa , atm8

Produksi lumpur H *,2 mg mg alum

.erat lumpur H )

Diperoleh gra'ik pada tekanan 2* l in +#

&ur'ase load7gal min#'t+8

E''luen Minyak dan lemak 7Mg l8

*,43

,14

+,+

),*

,

1

3,++

+1

40 –

30 –

20 –

10 –

01.0 2.0 3.0 4.0

Surface loading rate

2

E f u e n m

i n y a

k d a n

l e m a

k ( m g

/ e )


17/40

Hit%n ;

a# De it /esirkulasi

# Luas area unit 'lotasi

"# (umlah lumpur yang dihasilkan

+awa


18/40

/asio udara solid untuk e''luent minyak dan lemak se esar +* mg e dari

gra'ik adalah diperoleh :

&@

H *,*) l air release l solids applied

Pada temperatur *) o0 7)5, o>8 daya larut udara dalam air se esar 4,2 )g e

dengan nilai ' air uangan diasumsikan *,41#

a. De


19/40

H 4+ kg day

@lum sludge H produksi sludge dosis alum

H *,2 mg sludge mg alum 1* mg e alum 1*

gal min

H +2 kg day

Total sludge H 74+ +28 kg day

H *4 kg day

Kriteria Peren7anaan F ta&i

1. Di& ?ed Air F tati n

Tekanan udara dalam tangki H 1* < 3* l in + 7), < ,4 atm8

aktu detensi dalam tangki H < ) menit

aktu detensi ak 'lotasi H +* -)* menit

&ur'a"e loading H ,1 < gal min 't+ 7*,*2 < *, 2)m ) min#m+8

!. Di&0er&ed Air F ati n

Tekanan udara H +* < 1* l in 7 ,)2 < ) atm8

kuran gelem ang udara H )* µ m < +* µ m

$e"# Pen"ampuran udara < solid H < 1 in min 7+,12 < +,3 "m min8

!.1" I)0 e)enta&i F ta&i

!.1".1 F ta&i dari -i/ih Te)


20/40

A0 ika&i -ar% ,nt%k F ta&i dari -i/ih Te)


21/40

tem aga lainnya# Dalam studi lain, sulphidising 'lotasi oksida ijih

tem aga ko alt, menggunakan natrium hidrosulphida se agai agen

sulphidising, hal ini telah dipraktekkan di $ongo# Dengan natrium

hidrosul'ida, hampir 33 tem aga dan 31 ko alt itu ditemukan dengan

rasio konsentrasi )#*# menggunakan kom inasi dari Na?& dan

7N? 8+&, sekitar 4* dari tem aga dan ko alt telah ditemukan dengan

rasio konsentrasi )#1#

Dalam penelitian ini, kami erusaha 'lotasi ijih tem aga

teroksidasi# $etika ini erhasil, kita menggunakan proses sul'urisasi yang

telah dikem angkan dalam studi kami se elumnya# &e agai hasil dari

proses ini permukaan aru ter entuk pada partikel tem aga teroksidasi

dan 'lotasi#

&eperti halnya pada penelitian se elumnya, hasil ini tidak dapat

diperoleh dengan 'lotasi langsung dari ijih teroksidasi asli# Namun,

dalam penelitian ini, kami memperoleh hasil 'otasi dari sampel yang

diperoleh dari proses sul'urisasi#

!. Materia

Dalam penelitian ini, ijih tem aga teroksidasi digunakan

pasokan dari Ergani Tem aga $ining >o, Turki# Ergani yang erasal dari

Turki Tenggara adalah tem aga terkemuka dan area produksi ijih pirit#

@nalisis menunjukkan ah%a ijih diperoleh dari daerah Ergani

mengandung +#*) tem aga, *# 1 ko alt, dan )#3) elerang# Pirit,

$alkopirit, dan ijih tem aga teroksidasi adalah mineral ijih utama#

&elain itu, kar onat, kalsit, dan mineral tanah liat se agai gangue, dan

e erapa mineral langka penting lainnya yang ditemukan di adan ijih#

$-@mil =antat dan Do%'roth +1* digunakan dalam 'lotasi yangdiam il dari Ergani Tem aga $ining >o di Turki#

Dalam penelitian kami, 52 7 8 ? +&O , )3 7 8 ?>l, 21

7 8 ?NO) , dan $>lO ) di eli dari Mer"k#

Per"o aan dilakukan di la oratorium yang dilengkapi dengan

'asilitas untuk melaksanakan operasi hidrometalurgi seperti pen"u"ian


22/40

autokla'# $omposisi dari semua pelarut dan sampel ditentukan dengan

menggunakan ni"am 5+5 Model @@ &ul'ur diidenti'ikasi dengan

metode gra imetri#Den er Mark @pparatus 0lotasi, heraus Model 0urna"e dan Nel

45* Model p? meter digunakan untuk 'lotasi, roasting dan menentukan

p? sampel masing-masing#

2. Met de

&e agian esar sampel di agi menjadi ** gram 'raksi, tanah - **

mesh dan dikeringkan pada suhu * o># &ampel ini digunakan dalam

analisis kimia dan studi 'lotasi# ? +& diproduksi dengan penam ahan ? +&O

ke dalam 0e& yang diperoleh dari pirit# Proses sul'urisasi dilakukan dalamautokla' dari olume internal #) Liter, dengan 2* menit %aktu residensi#

Per edaan rasio "ampuran gas ? +& ? +O juga diuji#

3. Ha&i dan Pe)


23/40

$e"epatan "ampuran 5** periode menit

aktu 'lotasi ) menit

3.! Sa)0e F ta&i den an S% 4%ri&a&i -i/ih Te)8# 0lotasi ini

dilakukan di a%ah kondisi yang sama# Nilai sul'ur dari 'lotasi sampel

> ditunjukkan pada Ta el dan Fam ar yang mengindikasikan

ah%a e'isiensi 'lotasi >u, >o, dan & adalah ** pada nilai p? 4#3

dan 4#4# namun, e'isiensi 'lotasi pada p? 4#3 le ih aik di andingkan

p? 4#4 karena persen nilai yang tinggi dari unsur ini terjadi pada tahap

konsentrat# Oleh karena itu, 'lotasi pada p? 4#3 le ih sesuai#

Per"o aan ini dilakukan pengulangan ) kali pada p? 4#3 dan hasil

yang sama ditemukan#

Ta


24/40

Ta


25/40

Ga)


26/40

Ta


27/40

2# Peningkatan e'isiensi dalam 'lotasi sampel sul'ur tidak hanya ter atas

pada ijih tem aga teroksidasi, 'lotasi ijih tem aga yang er eda juga

telah di"apai dengan e'isiensi tinggi# (umlah ? +& digunakan sesuaidengan komposisi ijih tem aga ditentukan se"ara eksperimental#

3# $ita tidak perlu menggunakan 'lotasi selekti' mengikuti 'lotasi

kolekti' karena kita mengem angkan metode ekonomis yang aru

untuk menemukan tem aga dan ko alt dari 'ase konsentrat setelah

menggunakan 'lotasi kolekti'#

. .e erapa peru ahan terjadi dalam komposisi ijih selama proses

sul'urisasi, termasuk degradasi dalam struktur spinal , reduksi ion-ion

pada e erapa high state , dan per edaan struktur kristal# @ki atnya,

senya%a sul'ida yang ter entuk, dan derajat ke e asan meningkat

setelah treatment# &enya%a sul'ida yang ter entuk dengan "ara ini

akan le ih mudah menyerap collector dan melampirkan usa le ih

mudah, sehingga akan mengapung# Oleh karena itu, proses sul'urisasi

diaplikasikan se elum 'lotasi#

!.1". ! Pe)i&ahan L a)

Pada industri logam-logam erat yang iasanya terkandung dalam

lim ah-lim ah industri antara lain nikel, seng,tem aga, mangan dan esi#

.erdasarkan pemantauan .PL?D D$6 (akarta, ka%asan (akarta .arat

merupakan ka%asan yang paling tinggi tingkat pen"emaran air tanah oleh

esi, yaitu men"apai ), + hingga +*,4) 7?anni +**)8# .e erapa industri

seperti pe%arnaan, kertas, 7penam angan8 inyak, pelapisan dan pengelasan

logam, serta pem uatan peralatan telepon melepaskan sejumlah tem aga

yang tidak diharapkan Logam erat perlu diolah le ih lanjut karena"enderung untuk dapat ter ioakumulasi atau terakumulasi dalam tu uh

makhluk hidup dalam jangka %aktu lama 7Fha9y +**28#


28/40

0lotasi merupakan metoda pemisahan ahan dengan pengapungan

oleh gelem ung gas se agai diffuser # Penggunaaan o9on se agai diffuser

dalam proses 'lotasi ini dipilih karena mempunyai anyak keuntungan#

@ntara lain o9on merupakan 9at oksidator kuat, le ih kuat di andingkan

dengan asam hipoklorit, 9at disin'ektan yang sangat e'ekti' di anding dengan

klor untuk menghan"urkan akteri, irus, maupun proto9oa dan dapat

mem antu proses 'lokulasi-koagulasi se agai 9at koagulan# Pada proses

'lotasi ini digunakan &onding agent yang er'ungsi se agai 9at pengikat agi

partikel-partikel logam, sehingga dengan antuan udara maka logam-logam

erat yang sudah terikat akan naik ke atas kolom dan mengapung# Pada

penelitian ini digunakan 9eolit alam Lampung se agai ahan pengikat karena

mudah diperoleh dan murah serta telah ter ukti mampu mengikat logam#

Fam ar 3 &kema alat 'lotasi penanganan lim ah logam

Daya adsorpsi 9eolit untuk logam erat relati' esar, dapat

dianalogikan dengan daya penghilangan amonia yang tinggi dalam perairan

iologis# @da anyak parameter yang mempengaruhi ke erhasilan proses

'lotasi, diantaranya adalah %aktu operasi, penam ahan ahan kimia 7 ahan

pengikat, sur'aktan, koagulan8, laju alir diffuser yang digunakan, dan

konsentrasi ion logam dalam lim ah# &kema alat 'lotasi penanganan lim ah

logam dapat dilihat pada Fam ar 3#


29/40

@nalisis yang dilakukan meliputi pengukuran kandungan logam, nilai

p?, kandungan oksigen terlarut 7DO8, dan ke utuhan oksigen kimia 7>OD8#

?asil pemisahan logam erat dari lim ah sintetik ini diperoleh dengan "ara

mengukur konsentrasi logam erat a%al dan akhir pada air hasil olahan,

dengan persamaan pemisahan erikut:

Pemisahan Logam H **

dengan, >o H konsentrasi logam a%al, mg L

>a H konsentrasi logam akhir, mg L

Nilai DO menunjukkan jumlah oksigen terlarut dalam air# Nilai DO

pada air hasil 'lotasi dapat dikatakan "enderung meningkat di andingkan

dengan kondisi a%al lim ah# ?al ini dapat dijelaskan karena dengan semakin

lamanya proses 'lotasi, maka jumlah diffuser yang ditam ahkan pun akan

semakin anyak, sehingga kandungan oksigen dari udara 7kompresor8 dan

o9on juga akan semakin anyak# &emakin lamanya proses 'lotasi akan

menye a kan o9on terdekomposisi menjadi oksigen, sehingga menye a kan

kandungan oksigen terlarut dalam air hasil 'lotasi "enderung meningkat#

Nilai >OD merupakan nilai ke utuhan oksigen yang di utuhkanuntuk dapat mengoksidasi senya%a-senya%a organik se"ara kimia%i# &L&

merupakan senya%a organik, salah satu penyum ang nilai >OD dalam air

lim ah ini# Logam esi dan tem aga erperan dalam menurunkan nilai >OD

air hasil proses dengan "ara mengoksidasi senya%a yang ersi'at asa, yaitu

&L Proses okdidasi ini dapat di"apai apa ila logam esi dan tem aga

erada dalam keadaan asa# Namun tidak halnya untuk logam nikel, yang

tidak dapat mengoksidasi &L& pada kondisi asa, yaitu pada p?

pen"ampuran 5, sehingga tidak terjadi penurunan nilai >OD dengan semakin

lamanya %aktu proses 'lotasi#

Dengan meningkatnya nilai p?, maka &L& akan semakin sulit untuk

diolah dan akan menye a kan tegangan permukaan semakin tinggi sehingga

sulit ditem us oleh o9on se agai 9at oksidatornya# Dengan semakin tingginya


30/40

kandungan logam a%al dalam sampel, maka kinerja sur'aktan dan koagulan

dalam mengikat hidroksida-hidroksida esi menjadi 'lok pun akan semakin

erat, sehingga terdapat kondisi optimum yang diperlukan untuk proses

'lotasi pada konsentrasi logam tertentu# &elain itu dengan adanya kenaikan

konsentrasi logam dalam sampel, maka koloid hidroksida yang ter entuk

akan semakin anyak, sedangkan jumlah ahan koagulan 7P@>8 dan

sur'aktan 7&L&8 yang ditam ahkan tetap, sehingga tidak mampu untuk

mengu ah semua partikel hidroksida terse ut menjadi 'lok# Dengan demikian

koloid hidroksida terse ut tidak dapat dipisahkan ke permukaan dan akan

tetap erada di tangki 'lotasi, sehingga pada akhirnya diperlukan proses

lanjutan 7sedimentasi8 untuk dapat mengukur kandungan logam erat dalam

effluent #

!.1".2 Pe)i&ahan Min6ak

@plikasi 'lotasi pada industri dapat digunakan untuk pemisahan lim ah

yang mengandung minyak yang dihasilkan pada industri emulsi atau minyak

pangan# Proses mikro'lotasi pada industri terse ut mengunakan gelem ung

udara hasil dari presipitasi udara terlarut dise ut juga 'lotasi udara terlarut

7dissolved-air flotation'DAF 8# Proses D@0 dapat dia%ali dengan

menjenuhkan semua lim ah minyak-air, tanpa air terdispersi di tangki tekan

pada tekanan yang tinggi# $emudian lim ah terdispersi terse ut dilepaskan

ke dalam tangki 'lotasi sehingga pengurangan tekanan menuju tekanan

atmos'er yang menye a kan udara terpresipitasi ke dalam larutan se agai

gelem ung-gelem ung ke"il# Desain penanganan lim ah dengan "ara 'lotasi

dengan teknik udara terlarut atau D@0 dapat dilihat pada Fam ar 4#


31/40

Fam ar 4 /eaktor 'lotasi udara terlarut 7.udianto et al # +**38

(eterangan :

# $olom 'lotasi

+# Tangki tekan

)# $ompresor udara

# Tangki umpan

1# Pompa

2# @lat ukur de it air

3# @lat ukur de it udara#

0aktor-'aktor yang mempengaruhi proses 'lotasi udara terlarut pada

penyisihan minyak antara lain, kejenuhan air pendispersi, kesetim angankon'igurasi antar muka gelem ung udara dan air minyak, ukuran gelem ung,

jenis dan ukuran droplet minyak 7.udianto et al # +**38#

# $ejernihan air#$ejernihan air erpengaruh pada teknik mikro'lotasi D@0#

$ejernihan ini dinyatakan se agai jumlah udara yang terlarut di

dalam air dan dapat dihitung erdasarkan persamaan ?enry:>s H k?QP ###7 8

(eterangan : >s : konsentrasi kejenuhan gas di dalam air 7g m)8k? : koe'isien ?enry 7g m)# Pa8P : tekanan gas parisal 7Pa8

$oe'isien ?enry tergantung pada suhu dan jenis gas# &elain

tekanan, olume udara yang dapat terpresipitasi dari olume air

dispersi juga tergantung pada 8 e'isiensi kejenuhan, antara lain

tergantung pada jenis tangki penjenuh yang digunakanB +8 komposisi


32/40

udara di dalam tangki penjenuh karena kenaikan tekanan parsial

nitrogen di udara se"ara teoritis dapat mengurangi kelarutan sekitar

5 B )8 e'isiensi udara yang dilepaskan 7de /ijk 55)8#+# $esetim angan kon'igurasi antar muka gelem ung udara dan

air minyak#Menurut @urelle 7 55 8, mekanisme yang mungkin terjadi pada

keadaan ini adalah kon'igurasi trasitori dan kon'igurasi sta il

7Fam ar 5 dan *8# Pada kon'igurasi transitori gelem ung erada di

dalam 'asa air sesudah erinteraksi dengan 'asa minyak# &udut

terlokalisasi dalam 'asa minyak, sudut kontak yang terjadi pada 'asa

ini adalah 4* o# .esaran sudut kontak ini dapat dihitung dengan

mempergunakan persamaan Young, yang didasarkan pada per edaan

tegangan permukaan dan tegangan antara muka pada kedua 'asa

terse ut#

@nalisis 'isika-kimia antara muka emulsi menunjukkan ah%a

gelem ung udara yang menempel pada droplet minyak erperilaku

seperti !parasut yang ergerak ke atas! 7 rising parachutes 8#

Fam ar 5 $on'igurasi transisi Fam ar * $on'igurasi sta il


33/40

Pergerakan ini mengantarkan minyak ke agian atas kolom 'lotasi#

Pada agian atas kolom gelem ung udara akan dilapisi oleh 'ilm

minyak# $ete alan lapisan ini tergantung pada jumlah e'isiensi impak

antara gelem ung udara dengan droplet minyak# Felem ung udara

yang dilapisi 'ilm minyak ini tidak mudah ergerak e as dan

mem entuk 'ormasi usa 7 froth 8 di permukaan kolom 'lotasi 7@urelle

55 8#)# kuran gelem ung#

kuran gelem ung udara yang dihasilkan menurut de /ijk

7 55)8 harus ke"il 7R **- +* Sm8 karena 8 gelem ung udara yang

ke"il memiliki sudut kontak yang le ih ke"il di andingkan dengan

gelem ung udara yang le ih esar 7?anis"h 515 dalam de /ijk

55)8# +8 kemungkinan tum ukan 7 collision 8 dan adhesi antara

gelem ung udara dan partikel akan meningkat sesuai dengan jumlah

gelem ung udara yang dihasilkan, yang tergantung pada ukuran

gelem ung 70lint dan ?o%arth 53 B /eay dan /at"li'' 53) dalam

de /ijk 55)8# &e"ara kuantitas ukuran gelem ung harus seke"il

mungkin untuk meningkatkan konsentrasi gelem ung# )8 Felem ung

ke"il memiliki ke"epatan naik yang le ih rendah di andingkan

dengan dengan gelem ung yang esar, sehingga %aktu tinggal dalamreaktor 'lotasi menjadi le ih lama, dan erarti kemungkinan

tum ukan antara gelem ung dan partikel juga meningkatB 8

ke"epatan naik dari gelem ung yang esar 7J+mm8 memiliki gaya

geser yang terlalu esar pada agglomerat gelem ung-'lok dan

menye a kan 'lok menjadi pe"ah 7(edele 54 dalam de /ijk 55)8## (enis dan ukuran droplet minyak#

?idrokar on atau minyak dapat er"ampur dengan air dengan

empat "ara 7@urelle 55 8, yaitu 8 ?idrokar on terlarut#?idrokar on dengan polaritas esar dan erat molekul rendah, yaitu

yang memiliki olatilitas tinggi akan memiliki tingkat kelarutan

paling tinggi di dalam air# .en9ene 7 cyclic hydrocar&ons > 28 memiliki

tingkat kelarutan 21* mg l dan he)yne - 7 straight chain


34/40

hydrocar&ons > 28 tingkat kelarutan dalam air )2* mg lB +8

?idrokar on erada dalam entuk emulsi tanpa adanya sur'aktan#

Emulsi ini terdiri dari dua jenis, yaitu emulsi primer 7diameter droplet

J ** Sm8 dan emulsi sekunder 7diameter droplet R+* Sm8B )8

?idrokar on erada dalam entuk emulsi dengan adanya sur'aktan#

&ur'aktan akan mengaki atkan tegangan antar muka minyak-air

menurun sesuai dengan meningkatnya konsentrasi sur'aktan, sehingga

emulsi akan le ih mudah menye ar# $osur'aktan mem entuk

mikroemulsi dengan diameter droplet antara **-2** @ oB 8

?idrokar on erada dalam entuk lapisan 7 layer atau film8# Polutan

hidrokar on dalam entuk ini paling mudah dideteksi, karena e'ek

pelangi yang ditim ulkannya#Laju 'lotasi ditinjau dengan mempergunakan persamaan

@urelle:

###7+8

$eterangan: ! : de it udara

Go : ke"epatan emulsi di dalam reaktor 'lotasi

@o : luas potongan melintang reaktor : 'aktor e'isiensi adhesi

nT : 'aktor e'isiensi tum ukan yang merupakan

jumlah e'isiensi sedimentasi, intersepsi

langsung, dan di'usi#

Persamaan @urelle ini diturunkan erdasarkan proses

coalescence droplet minyak dengan mempergunakan ahan yang

ersi'at oleophilic # Terlihat ah%a terdapat keserupaan antara proses

coalescence dan 'lotasi# Pada coalescence terdapat interaksi antara

kolektor solid dan mikrodroplet minyak# Pada 'lotasi terdapat jenis

interaksi yang sama, hanya per edaannya ah%a kolektor pada 'lotasi

adalah gelem ung udara#


35/40

$onsekuensinya model transport yang digunakan pada

coalescence untuk menjelaskan dan menghitung jumlah interaksi

antara kolektor dan droplet, dapat ditranspos ke proses 'lotasi 7/o;ues

dan @urelle 55 8# Model transport yang terjadi dapat dilihat pada

Fam ar #

a "

Fam ar Model transportasi untuk droplet hidrokar on ke media

coalescence a8 sedimentasiB 8 intersepsi langsungB "8 di'usi#

7/o;ues dan @urelle 55 8#

Metode perhitungan yang sama dapat digunakan untuk

menentukan e'isiensi unit 'lotasi# $onsentrasi minyak di emulsi pada

inlet reaktor 'lotasi udara terlarut 7>o8 dihu ungkan dengan outlet

7>s8 di erikan oleh persamaan + yang serupa dengan persamaan

untuk coalescence 7/o;ues dan @urelle 55 8# (umlah udara yang

dilepaskan se"ara teoritis dari larutan ketika tekanan dikurangi

men"apai atm, menurut E"ken'elder (r# 7 5458, dapat dihitung

dengan persamaan:

(eterangan :

s : jumlah udara yang dilepaskan pada tekanan atmos'er per

satuan olume pada kejenuhan ** 7"m ) L8


36/40

sa : kejenuhan udara pada tekanan atmos'er 7"m ) L8

P : tekanan mutlak

Pa : tekanan atmos'er

' : 'raksi kejenuhan di dalam tangki yang ernilai antara *,4-*,5#

Menurut Met"al' U Eddy 7 5448 untuk lim ah solid sludge ,

'aktor ' 7'raksi udara terlarut pada tekanan P8 adalah *,1#

$arena range nilai ' yang "ukup esar diantara dua peneliti

terse ut, maka perlu di"ari nilai f untuk tangki tekan dan

lim ah minyak-air yang dipergunakan dalam penelitian ini,

dengan menggunakan persamaan .ernoulli didapatkan

70in"h dan Do y 55*8,

!.11 Ke%n % an dan Kek%ran an dari F ta&i

$eunggulan dari proses pengapungan 7'lotasi8 adalah pada umumnya

"ukup e'ekti' pada ijih dengan ukuran yang "ukup kasar 7+4 mesh8 yang erarti

ah%a iaya penggilingan ijih dapat diminimalkan# 0roth 'lotation sering

digunakan mengkonsentrasi emas ersama-sama dengan logam lain seperti

tem aga, timah dan seng# Partikel emas dari atuan okosida iasanya tidak

merespon dengan aik namun e'ekti' terutama ila dikaitkan dengan emas

sul'ida seperti pyrite, metode 'lotasi mampu meme"ahkan ijih yang tidak dapat

diolah dengan menggunakan metode pengolahan mineral kon ensional#

$ekurangan dari metode 'lotasi ini adalah tingginya iaya in estasi

in'rastruktur, iaya produksi juga le ih tinggi# Perkiraan ah%a hukum segregasi

in estasi dalam in'rastruktur adalah sekitar dua kali pa rik 'lotasi dari kapasitasyang sama, iaya produksi akan menjadi + sampai ) kali le ih tinggi# &egregasi

dalam pengo atan ijih tem aga oksida tahan api, tem aga kelas dalam ijih


37/40

harus le ih esar dari + untuk mendapatkan hasil yang le ih aik ekonomi#

Metode pemisahan digunakan untuk menyelesaikan hanya mereka yang

se aliknya tidak dapat memproses ijih# Oleh karena itu, se elum menggunakanmetode ini untuk menangani pengolahan ijih untuk se uah studi komprehensi',

jika metode pengo atan lain, tidak disukai hukum segregasi#

!. 1! Rea en F ta&i

ntuk mem antu proses 'lotasi dengan mengu ah si'at-si'at

permukaan partikel mineral perlu ditam ahkan 9at-9at kimia erupa reagen#

Menurut &hergold 7 54 8, reagen-reagen yang digunakan dalam proses

'lotasi dapat digolongkan se agai erikut:

# Collector Collector adalah ahan yang dapat menye a kan partikel mineral

menjadi suka udara, yaitu dengan "ara melapisi permukaan polar dari

partikel mineral dengan reagent # &ehingga pada agian luar dari mineral

terjadi reaksi kimia yang mem entuk lapisan non polar yang mudah

menarik udara, dan mineral kan mudah menempel pada gelem ung

udara# >ontoh collector untuk mineral sul'ida adalah )anthate dan

Dithiophosphate # &edangkan untuk mineral non sul'ida adalah fatty acid

jenuh dan tidak jenuh#+# Frother

Frother 9at kimia yang digunkan untuk mem antu mensta ilkan

gelem ung udara yang ter entuk, sehingga tidak mudah pe"ah#

Felem ung-gelem ung udara yang ter entuk harus dapat ergerak e as

di dalam pulp dan dapat mengam il partikel partikel mineral erharga,

kemudian diapungkan ke dalam pulp # >ontoh dari frother adalah

D*+FR* Flotation Frother Series, $ .C , deterjen dan

Polyal(o)yparaffins%

)# $odifier /$odifying Agent0


38/40


39/40

-A- III

PEN,T,P

2.1 Ke&i)0% an0lotasi adalah suatu proses dimana padatan, "airan atau 9at terlarut di a%a

ke permukaan larutan dengan penggunaan gelem ung udara# (enis-jenis 'lotasi yaitu

@erasi pada tekanan atmos'er 7air 'lotation8, Dissol ed @ir 0lotation 7D@08, dan

Ga"um 0lotation# Prinsip 'lotasi yaitu Penempelan partikel 7mineral8 pada

gelem ung udara, gelem ung mineral harus sta il, ada si'at 0loat dan sink# 0aktor

< 'aktor yang mempengaruhi 'lotasi adalah kuran partikel, p? larutan,

sur'aktan, ahan kimia lainnya misalnya koagulan, laju udara, ukuran

gelem ung udara, kete alan lapisan uih, serta penam ahan reagen kimia#Ma"am-ma"am sel 'lotasi yaitu agitation "ell, su aeration "ell, pneumati" "ell,

a"um and pressure "ell, "as"ade "ell# Mekanisme 'lotasi didasarkan pada

adanya pertikel mineral yang di asahi 7hidropilik8 dengan partikel mineral yang

tidak di asahi 7hidropo ik8# Partikel < partikel yang asah tidak mengapung dan

"enderung tetap erada dalam 'asa air# Di lain pihak partikel < perikel hidropo ik

7tidak di asahi8 menempel pada gelem ung , naik ke permukaan, mem entuk

uih yang mem entuk partikel dan dipisahkan# @plikasi 'lotasi yaitu aplikasi

aru untuk 'lotasi dari .ijih Tem aga Teroksidasi# $eunggulan metode 'lotasi

mampu meme"ahkan ijih yang tidak dapat diolah dengan menggunakan metode

pengolahan mineral kon ensional# $ekurangan dari metode 'lotasi ini adalah

tingginya iaya in estasi in'rastruktur, iaya produksi juga le ih tinggi#


40/40

DAFTAR P,STAKA

@ris Mukimin, +**2, Pengolahan Lim ah 6ndustri .er asis Logam denganTeknologi Elektrokoagulasi 0lotasi, Program Magister 6lmu Lingkungan,

ni ersitas Diponegoro &emarang

Met"al' dan Eddy, 55 , aste%ater Engineering: Treatment, Disposal and/euse, M"Fra%?ill, Ne% York

Othmer, $irk, 554, Consise "ncyclopedia of Chemical echnology , (ohn ileyand &ons, 6n"#, Ne% York#

/i"h, Lin il F# 52 # nit Operations o' &anitary Engineering# Ne% York, &@:(ohn iley U &ons 6n"#

Ciyadanogullari, /e"ep and 0irat @ydin, +**1, A 1e2 Application For Flotation*f *)idi3ed Copper *re , Di"le ni ersity, 0a"ulty o' &"ien"e and @rt,>hemistry Department, Turkey, Gol# , No# +, pp 23-3), +**1#

MAKALAH FLOTASI TEKLING

Documents

Transcript of MAKALAH FLOTASI TEKLING