BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang Masalah

Mineral adalah padatan senyawa kimia homogen, non-organik, yang

memiliki bentuk teratur (sistem kristal) dan terbentuk secara alami. Mineral

terbagi menjadi 2 yaitu mineral berharga dan mineral tak berharga. Untuk

mendapatkan mineral berharga tentu dibutuhkan banyak proses atau tahapan

untuk memperolehnya. Tahapan tersebut yaitu kominusi, sizing, dan

konsentrasi. Konsentrasi terdiri dari gravity separation, electrostatic

separation, magnetic separation, dan sel flotasi. Salah satu cara memisahkan

mineral dari pengotornya yaitu dengan memanfaatkan perbedaan sifat

permukaan yang dimiliki oleh mineral yang dikenal dengan sel flotasi yang

akan dijelaskan secara terperinci dalam makalah ini.

1.2 Perumusan Masalah

Berdasarkan uraian pada latar belakang masalah tersebut di atas, maka

secara spesifik masalahnya dapat dirumuskan sebagai berikut:

1. Apa pengertian dari sel flotasi ?

2. Apa sajakah macam-macam mineral berdasarkan sifat permukaannya?

3. Bagaimana mekanisme, jenis , syarat dan faktor yang mempengaruhi

pemisahan mineral dengan sel flotasi?

4. Rumus apa saja yang ada pada pemisahan mineral dengan sel flotasi?

1.3 Tujuan Penulisan

1. Untuk mengetahui pengertian dari sel flotasi.

2. Untuk mengetahui macam-macam mineral beradsarkan sifat

permukaannya.

3. Untuk mengetahui mekanisme, jenis, syarat dan faktor yang

mempengaruhi pemisahan mineral dengan sel flotasi .

4. Untuk mengetahui rumus-rumus yang ada pada pemisahan mineral

dengan sel flotasi.

5. Untuk memenuhi tugas mata kuliah Pengolahan Mineral

1

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Sel Flotasi

Sel flotasi adalah metode pemisahan mineral berharga dari pengotornya atau

yang biasa disebut operasi konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat

permukaan yang meliputi sifat fisik dan sifat kimia yang bearasal dari batasan

antara fase padat dari mineral, dan fase cair dari air serta fase gas dalam udara

yang dimiliki oleh mineral yang akan dipisahkan, dimana pemisahan dilakukan

dengan cara pengapungan. Pengapungan dalam hal ini didefinisikan dengan

mengapungkan mineral yang akan dipisahkan dengan gelembung udara ke

permukaan air. Pada pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel

flotasi melibatkan tiga fase yaitu fase cair dimana fase ini bertindak sebagai media

pemisah, fase padat dimana fase ini merupakan partikel tang akan dipisahkan, dan

fase gas atau yang biasa disebut gelembung udara.

Gambar 2.1 Alat Sel Flotasi

2.2 Macam-Macam Mineral Berdasarkan Sifat Permukaan

Flotability atau yang biasa disebut daya apung adalah kemampuan atau

kekutan yang dimiliki oleh mineral untuk mengapung dimana kemampuan

tersebut dipengaruhi oleh suka atau tidaknya mineral untuk melekat atau

menempel pada gelembung udara yang besar yang kemudian mengapung pada

permukaan cairan pulp. Flotability suatu partikel bergantung pada sifat permukaan

mineral itu sendiri. Oleh karena itu mineral dapat dibedakan menurut sifat

permukaannya yaitu sebagai berikut

2

1. Mineral Hydrophobik

Yang dimaksud dengan mineral hydrophobic adalah mineral yang memiliki

lapisan polar atau biasa disebut polar, dimana lapisan polar tersebut dapat

memudahkan mineral untuk basah terhadap air atau suka air diaman mineral akan

basah saat berada didalam air akan tetapi mineral hydrophobik sulit untuk melekat

pada gelembung udara.

2. Mineral Hydrophylic

Yang dimaksud dengan mineral hydrophilic adalah mineral yang tidak

memiliki lapisan polar atau biasa disebut non polar, dimana mineral yang tidak

memiliki lapisan polar atau non polar sulit untuk basah terhadap air atau tidak

suka air yang mana mineral tidak akan basah atau sukar jika mineral berada

dalam air, akan tetapi mineral hydrophylic mudah melekat terhadap gelembung

udara.

Pada pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi

bergantung pada sifat adeshi tertentu yang dimiliki oleh mineral sehingga

mengashilkan macam –macam mineral berdasarkan sifat permukaanny seperti

yang sudah dijelaskan sbelumnya. Untuk mempermudah proses flotasi dapat

dilakukan dengan mengubah sifat-sifat permukan partikel mineral namun

pengubahan sifat tersebut mineral perlu ditambahkan zat-zat kimia berupa

reagent. Reagent-reagent yang digunakan dalam proses flotasi adalag sebagai

berikut:

a) Collector

Yang dimaksud dengan collector adalah bahan kimia organik yang

digunakan untuk membuat mineral menjadi suka udara, dimana hal tersebut

terjdi karena permukaan polar dari partikel mineral dilapisi oleh reagent yang

menyebabkan terjadinya reaksi kimia pada bagian luar mineral dimana hal

tersebut dapat membentuk lapisan non polar yang mudah untuk menarik udara,

sehingga mineral akan mudah menempel pada gelembung udara. Contohnya

adalah Xanthate, dan Dithiophosphate yang merupakan collector untuk mineral

sulfida, sedangkan untuk mineral non sulfida contoh collectornya adalah Fatty

acid jenuh dan tidak jenuh.

3

b) Modifier

Yang dimaksud dengan modifier adalah bahan yang digunakan untuk

menegmbalikkan sifat permukaan pada bentuk awal atau sifat aslinya dengan

tujuan untuk meningkatkan kemampuan menyeleksi (selectivity). Modifier dibagi

menjadi tiga kelompok yaitu regulating dan dipersing agent, aktivator, dan

depreseant. Yang dimaksud dengan regulating (regulator) adalah bahan yang

berfungsi sebagi pengendali Ph, dan menghilangkan dari gangguan slime, koloid,

dan garam laut contohnya dalah Na2CO3. Sedangkan dispersing agent berfungsi

untuk melepaskan slime yang ada pada permukaan mineral, contohnya adalah

Ni2SiO3. Yang dimaksud dengan aktivator adalah bahan yang berfungsi untuk

meningkatkan aktivitas permukaan mineral sehinnga mineral dapat berinteraksi

dengan collector dimana hal tersebut membuat adsobsi colector yamg bekerja

pada permukaan mineral lebih baik lagi, contohnya adalah Cu++ yang digunakan

untuk mengapungkan sfalerit. Yang dimaksud dengan depresant adalah bahan

yang mampu mencegah pengapungan mineral tertentu namun tanpa menghalangi

pengapungan mineral lainnya, contoh dari depresant adalah CN- (pyrit, sfalerit),

dan Zn++(sfalerit).

c) Frother

Yang dimaksud dengan frother adalah bahan kimia yang digunakan untuk

menstabilkan gelembung yang terbentuk sehingga gelembung udara yang

terbentuk tidak mudah pecah, dimana gelembung udara merupakan tempat

melekatnya partikel. Frother memiliki karakteristik tertentu antara lain aktivasi

yang dimilikinya lemah, frother merupakan suatu subtansi organik, tmemiliki

kelarutan yang tidak terlau kecil dan terlalu besar,dan lainnya. DOWFROTH

Flotation Frother Series, MIBC, dan Polyalkoxyparaffins.merupakan contoh dari

reagent frother.

2.3 Mekanisme Kerja Sel Falotasi

Pada proses pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel

flotasi dilakukan dengan menggunakan prinsip sebagai berikut, yaitu terjadinya

penempelan partikel pada gelembung udara, gelembung mineral harus sabil hal

terbur dapat dilakukan dengan menambahkan frother dan adanya sifat

4

mengambang dan mengapung. Pemisahan mineral hydrophobic dan mineral

hydrophlilic dengan sel flotasi dikalukan dengan cara mineral yang ada dalam sel

flotasi kemudian diberi udara, dimana udara yang masuk pada sel flotasi akan

membentuk gelembung udara dimana hal tersebut terjadi karena adanya putaran

imeler sehingga mineral hydrphopobic akan mengapung ke permukaan air

sedangkan mineral hydrophilic akan tetap berada dalam fase air.

Gambar 2.2 Ilustrasi Pemisahan Mineral Secara Flotasi

Adapun langka-langkah untuk melakukan pemisahan mineral dengan cara

flotasi adalah sebagai berikut:

1. Liberasi, analisis pendahuluan

Dilakukannya liberasi pada mineral bertujuan untuk menghasilkan ukuran

butir yang seragam atau sama dimana haltersebut dapat meningkatkan peluang

keberhasilan dalam pemisahan akan semakin besar. Liberasi dilakukan dengan

cara grinding atau crushing yang kemudian dilanjutkan dengan pengayakan.

Derjata liberasi dan kadar dari mineral yang kan dipisahkan dapat dilihat dengan

menggunakan mikroskop dimana hal tersebut merupakan bagian dari analisis

pendahuluan.supaya slime tidak akan mengganggu proses flotasi maka diperlukan

tahapan desliming pada tahapan analisis pendahuluan.

2. Conditioning

Yang dimaksud dengan conditioning adalah pembuatan pulp dimana pulp

dapat langsung digunakan pada prose flotasi sebagai temapat masuk udara ke sel

flotasi. Conditioning harus diseduaikan dengan dengan liberasi, jika liberasi

dalam proses basah maka conditioning pun harus dilakukan dalam proses basah.

Dalam tahap pengkondisian semua reagent (yang sudah dijelaskan pada sub bab

5

sebelumya) diberikan, adapun urutan pemberian reagen adalah sebagai berikut,

pertama modifier, kedua collector, dan yang terkhir adalah frother.

3. Prose Flotasi

Dimulainya proses flotasi yaitu ditandai dengan masuknya gelembung

udara pada tabung, dimana proses flotasi sebelumnya sudah dijelaskan pada

mekanisme pemisahan dengan sel flotasi.

2.4 Jenis-jenis Flotasi

Berdasarkan atas pemasukan udaranya sel flotasi dibagi menjadi beberapa

jenis. Adapun jenis-jenisnya adalah sebagai berikut:

1. Cascade cell

Yang dimaksud dengan jeni cascade sel yaitu jenis sel yang didasarkan

atas pemasukan udara yang disebabkan oleh jatuhnya mineral.

2. Sub aeration cell

Yang dimaksud dengan jenis sub aeration sel yaitu sel yang didasarkan

atas pemasukan udara karena adanya hisapan dari putan pengaduk. Sub aeration

meupakan jenis sel yang paling banyak digunakan karena alat tersebut praktis.

3. Vacum and pressure cell

Yang dimaksud dengan jenis sel vacum and pressure yaitu jenis sel yang

didasarkan atas pemasukan udara karena adanya pompa penghisap yang kemudia

udara dimasukkan kedalam tangki yang dibuat seperti vakum ole pompa injeksi.

4. Agitation cell

Yang dimaksud dengan jenis sel agitation adalah jenis sel yang yang sudah

jarang digunakan, hal tersebut terjadi karena adanya pengembangan dari jenis sel

lain yaitu sel sub aeration. Prinsip sel ini hampir sama dengan sub aeration cell

yaitu udara masuk ke dalam sel flotasi yang disebakan putaran pengaduk.

5. Pneumatic cell

Yang dimaksud dengan jeni sel pneumatic adaalah jenis sel yang

pemasukan udaranya dilakukan secara langsung dihembuskan ke dalam sel flotasi,

oleh karena itu jenis sel ini jarang digunakan.

6

2.5 Syarat-Syarat Flotasi

Pada pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi harus

memnuhi syarat baik alat maupun mineral yang akan dipisahkan. Adapun syarat

untuk mineral yang kan dipisahkan pada proses pemisahan mineral berharga

dengan sel flotasi adalah sebagai berikut:

1. Umpan atau mineral yang akan dipisahkan harus halus, ukurannya yaitu

berkisar dari 48 sampai 50 mesh (48-50#)

2. Mineral yang akan dipisahkan harus memiliki derajat liberasi yang tinggi,

oleh karena itu pada tahapan awal mineral dileberasi dan dianalisis pendahuluan

terlebih dahulu.

3. pH kritis. Mengapa mineral yang kan dipisahkan harus memiliki pH yang

kritis, karena ph kritis merupakan pH larutan yang dapat mempengaruhi

konsentrasi reagen kolektor yang digunakan dalam pengapungan mineral pada

saat proses flotasi.

4. Pada pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi

umpan atau bijih yang akan dipisahkan harus dalam bentuk pulp atau biasa

disebut lumpur.

Penjelasan barusan adalah syarat untuk mineral yang akan di pisahkan dari

pengotornya dengan sel flotasi, sedangkan syarat untuk alat yang digunakan

sebagai media pemisahan secara flotasi adalah sebagai berikut:

1 Alat yang digunakan atau cell harus memiliki permukaan bebas sebagai

tempat mineral yang sudah melekat pada gelembunng (gelembung yang sudah

mengandung mineral) dimana dengan adanya permukaan bebas agitasi tidak dapat

dipengaruhi.

2 Mempunyai tempat pengeluran midling dan resirkulasi, tempat

pengeluaran midling harus dimiliki cell supaya mineral berharga (konsenrat)

tidak masuk ke temapat tailing begitu pun sebaliknya.

3 Cell dapat mengasilkan atau adanya aliran udara yang masuk dala sel

flotasi sehingga dapat terbentuknya gelembung udara.

4 Pada cell pulp tidak boleh mengandap pulp juga harus dilengkapi dengan

alat agitasi.

7

5 Cell harus memiliki pengatur pulp yang tinggi.

6 Cell harus memiliki tempat pengeluaran froth

7 Cell harus memiki daerah yang tenag, dimana daerah tersebut dibutuhkan

supaya partikel yang menempel pada gelembung udara mudah untk naik ke atas

permukaan.

2.6 Faktor-Faktor Yang Mempengaruhi Pemisahan Mineral Dengan Sel

Flotasi

Berhasil / tidaknya atau bagaimana prosuk yang dihasilakn pada proses

pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi dipengaruhi

beberapa faktor selain berapa jumlah dan jenis reagent yang ditambahkan .

Faktor-faktor tersebut adalah sebagai berikut:

1. Ukuran partikel

Mengapa ukuran partikel sangat berpengaruh terhadap proses pemisahan,

karena apabila partikel yang digunkan halus otomatis partikel tersebut mempunyai

luas sepsifik yang lebih besar dibandingkan dengan partikel kasar, hal tersebut

menyebabkan partikel kasar lebih banyak mengadopsi reagent. Selain itu partikle

yang halus lebih mudah untuk beinteraksi dengan mineralk lain, dimana hal

tersebut memungkinkan terjadinya ikatan antara mineral pengotor dengan mineral

berharga, sehingga produk yang dihasilkan (konsentrat) bernilai rendah karena

butiran halus akan ikut terbawa ke konsentrat karena terbentuknya ikatan tadi.

2. Persen padatan

Pada pemisaha mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi peren

padatan bergantung pada bijih yang akan dipisahkan yang artinya apabila bijih

atau partikel yang ingin dipisahkan kasar berarti persenpadatan punharus besar

pula begitupun sebaliknya.

3. Ukuran gelembung udara

Kecil atau besarnya gelembung udara yang dihalikan dari purtaran impelle

pada cell akan berpengaruh pada luas total permukaan bijih yang artinya apabila

gelembung udara yang terbentuk kecil maka kemungkinan terjadinya tumbukan

antar partikel dan partikel menempel pada gelembung udara semakin kecil begitu

8

juga sebaliknya. Besar kecilnya gelembung udara yang terbentuk dapat diatur

dengan mengatur kecepatan impeller.

4. Surfaktan

Fungsi dari surfaktan adalah sebagai kolektor, dimana kolektor berfungsi

merubah sifat mineral yang awalnya dari hidrophlic menjadi hydrophobic.

5. Laju udara

Pada proses pemisahan mineral berharga dari pengotornya dengan sel flotasi laju

udara berfungsi untuk mengikat partikel hydrophlic. Pada proses flotasi agar

perolehan dan kadar konsentrat dapat dikontorl dengan laju udara.

6. Ketebalan lapisan buih

Proses pemisahan partikel hydrophlic yang tejebak di gelembung udara

karena air pembilas berlangsung pada lapisan buih, jadi apabila lapisan buih

terlalu dalam atau dangkal akan menyebabkan partikel yang thydrophlic yang

terjebak akan terbawa ke tempat konsentrat karena tidak jatuh ke daerah pulp.

7. Laju pengumpanan

Tinggi rendahnya laju pengumpanan pada proses flotasi berpengaruh pada

kapasitas dan waktu tinggal; partikel dalam cell. semakin tinggi laju pengumpanan

maka kapasitas lat pun semakin tinggi dengan demikian produk yang dihasilkan

rendah . Hal tersebut terjadi karena waktu tinggal partikel dalam cell sangat cepat

akibatnya partikel tidak sempat untuk menempel pada gelembung udara yang

terbentuk karena adanya putaran impeller karenanya banyak pertikel hydrophobic

terbuang menjadi tailing karena tidak sempat menempel pada gelembung udara,

namun kadar konsentart yang dihasilkan kemungkina bernilai tinggi.

2.7 Rumus-Rumus Pada Pemisahan Mineral Flotasi

1. Kesetimbangan tegangan antarmuka

Kesetimbangan tegangan antarmuka terjadi karena adanya peristiwa dimana

mineral melekat pada gelembung udara karena mineral memiliki flotability atau

kemampuan mengapung, dan peristiwa itu dinamakan kesetimbangan tegangan

antarmuka pada titik kontak tiga fasa. Berikut ini adalah gambar ilustrasi dari

tegangan permukaan pada titik kontak tiga fasa.

Air Tag

gelembung

9

Tsa

Gambar 2.3 Ilusstrasi Ketetimbangan Tengangan Antarmuka

Berdasarkan ilustrasi tersebut dapat didapatkan persamaan sebagai

berikut:

Tsg = Tsa + T cos θ, sehingga cos θ

Tsg−TsaTag = cos θ

Keterangan:

Tag = tegangan antarmuka air-gelembung

Tsg = tegangan antarmuka mineral-gelembung

Tsa = tegangan antarmuka mineral-air

θ = sudut antara permukaan gelembung dengan mineral disebut sudut kontak

2. Energi antarmuka

Energi antarmuka dapat ditentukan dengan menggunakan energi bebas dari

dua keadaan, karena energi antarmuka terbentuk oleh mineral , gelembung udara,

dan air. Terdapat ketentuan-ketentuan dari energi bebas yaitu:

1. W1 yang meupakan keadaan dimana energi bebas sebelum solid dan

gelembung menyatu.

2. W2 yang merupakan keadaan dimana energi bebas setelah solid dan

gelembung menyatu.

3. W2<W1 yang artinya padatan dan gelembung akan menempel hal

tersebut terjadi karena adanya penurunan energi.

Saat setelah terjadinya pelekatan energi antarmukanya adalah sebagai

berikut:

W1 = Aag Tag + Asa Tsa

W2 = (Aag – Asg ) Tag + Asg Tsg + (Asa – Asg ) Tsa

ΔW > 0, atau ΔW = W1 – W2= Tag + Tsa- Tsg

ΔW = T (1 – cos θ)

Mineral

10