Pemisahan Secara Magnetik

13
Pemisahan Secara Magnetik, Magnetic Separation Pengertian Definisi Magnetic separation merupakan operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan dari mineral-mineral yang dipisahnya. Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan memberikan respon terhadap medan magnet sesuai dengan sifat kemagnetan yang dimilikinya. Mineral-mineral yang memiliki sfat kemagnetan tinggi akan merespon atau terpengaruh oleh medan magnet. Mineral-mineral ini akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokan sebagai mineral magnetic. Sedangkan Mineral-mineral yang tidak memiliki sifat kemagnetan, tidak akan merespon atau terpengaruh ketika dilewatkan pada medan magnet. Mineral-mineral ini tidak akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokkan sebagai mineral non- magnetic. Karakteristik Mineral Dalam Medan Magnet, Animasi

description

rewrreww

Transcript of Pemisahan Secara Magnetik

Pemisahan Secara Magnetik, Magnetic SeparationPengertian DefinisiMagnetic separation merupakan operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan dari mineral-mineral yang dipisahnya. Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan memberikan respon terhadap medan magnet sesuai dengan sifat kemagnetan yang dimilikinya.Mineral-mineral yang memiliki sfat kemagnetan tinggi akan merespon atau terpengaruh oleh medan magnet. Mineral-mineral ini akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokan sebagai mineral magnetic. Sedangkan Mineral-mineral yang tidak memiliki sifat kemagnetan, tidak akan merespon atau terpengaruh ketika dilewatkan pada medan magnet. Mineral-mineral ini tidak akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokkan sebagai mineral non-magnetic.

Karakteristik Mineral Dalam Medan Magnet, AnimasiMineral-meineral yang masuk dalam kelompok mineral magnetic misalnya: magnetite, hematite, ilmenit, siderite, monazite. Sedangkan mineral-mineral yang dikelompokan dalam mineral non-magnetic misalnya: kuarsa, mika, corundum, gypsum, zircon, feldspar.Kemampuan mineral dalam merespon medan magnet disebut magnetic susceptibility.Berdasarkan pada magnetic susceptibility mineral dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:1. Paramagnetic mineral seperti hematite, ilmenit, pyrhotite.2. Diamegnetic mineral: kuarsa feldspar.3. Ferromagnetic: besi, magnetite.Mineral-mineral paramagnetic memiliki sifat kemagnetan yang rendah. Artinya mineral-mineral ini hanya memberikan respon terhadap medan magnet yang besar. Mineral-mineral diamagnetic merupakan kelompok mineral yang tidak memiliki sifat kemgnetan. Kelompok mineral ini tidak memberikan respon terhadap medan magnet.Mineral magnetite merupakan mineral yang memiliki sifat kemagnetan yang tinggi. Magnetite akan tertarik oleh medan magnet yang relatif rendah sekalipun. Karena sifatnya ini, maka mineral magnetite dikelompokan dengan besi sebagai ferromagnetic.

Gambar 1. Respon Mineral Dalam Medan MagnetGambar 1. Menunjukkan respon dari tiga mineral yang memiliki susceptibility berbeda. Ketiga Mineral berada dalam medan magnet dengan kuat medan dalam satuan A/m. Mineral magnetite memberikan respon yang sangat kuat. Intensitas magnetisasinya meningkat secara eksponesial hingga mencapai nilai saturasinya. Setelah jenuh, berapapun kuat medan yang diberikan tidak lagi mempengaruhi perubahan intensitas kemagnetannya.Intensitas magnetisasi mineral Hematite meningkat secara linear dengan meningkatnya kuat medan. Peningkatan ini jauh lebih lambat dibanding dengan magnetite. Sedangkan kuarsa tidak menunjukkan respon terhadap medan magnet yang diberikan. Berapun kuat medan yang diberikan, kuarsa cenderung tidak terpengaruh. Bahkan kuarsa relative memberikan respon negative, yang ditunjukkan dengan sedikit turunnya intensitas magnetisasinya.Mekanisme Pemisahan Secara MagnetikPemisahan secara megnetik yang diaplikasikan untuk bijih tergantung pada kompetisi dari gaya gaya yang dimiliki oleh tiap-tiap partikel mineral. Gaya yang bekerja pada setiap partikel mineral tergantung separator yang dipakai. Pemisahan bijih yang menggunakan drum separator dengan cara basah, maka partikel akan mengalami atau memiliki empat gaya. Keempat gaya tersebut adalah gaya magnet yang dinotasikan dengan Fm , gaya gravitasi dinotasikan dengan Fg, gaya drag dinotasikan dengan Fd, dan gaya sentrifugal yang dinotasikan dengan Fc.Gaya-gaya ini akan menentukan posisi dan perilaku partikel mineral dalam separator. Gambar 2 menunjukkan gaya-gaya pada partikel mineral yang berada dalam pengaruh medan magnet di permukaan drum yang berputar.

Gambar 2. Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Partikel MineralPartikel mineral akan tertarik atau terlempar dari permukaan drum tergantung pada nilai entrapment ratio-nya. Entrapment ratio adalah rasio Gaya magnet terhadap gaya sentrifugal, gaya gravitasi dan gaya drag. Entrapment ratio dinyatakan dalam persamaan berikut:entrapment ratio, ER = Fm /(Fc + Fg + Fd)Jika partikel mineral memiliki nilai entrapment rasio lebih daripada satu, ER > 1, maka partikel tersebut akan tertarik dan tetap nempel dipermukaan drum separator. Pada kondisi ER > 1, artinya medan magnet memberikan pengaruhnya jauh lebih besar dibanding dengan total dari tiga gaya lainya.Ketika partikel mineral memiliki entrapment rasio kurang daripada satu ER < 1, maka partikel tersebut akan terlempar atau tertolak dari permukaan drum separator. Pada kondisi ER < 1, medan magnet kurang berpengaruh dibanding dengan total tiga gaya lainnya.Jika operasi pemisahan dilakukan pada bijih yang memiliki rentang ukuran yang sempit, maka gaya drag dapat diabaikan. Sehingga Entrapment ratio berubah menjadi rasio gaya magnet terhadap gaya sentrifugal dan gaya gravitasi.entrapment ratio, ER = Fm / (Fc + Fg)Partikel mineral akan memiliki tiga gaya yaitu gaya magnet, gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Pasisi dan perilaku partikel selama pemisahan tergantung pada resultan ketiga gaya ini.Alat Pemisah Magnetik, Magnetic SeparatorDitinjau dari kekuatan atau intensitas medan magnetnya, magnetic separator dibagi dalam dua jenis separator yaitu Low Intensity Magnetic Separator atau LIM separator dan High Intensity Magnetic Separator atau HIM separator. Baik LIM separator maupun HIM separator dapat digunakan secara basah atau kering.Pemisahan cara basah umumnya menggunakan LIM separator, dan digunakan untuk mineral yang memiliki suscepibilty tinggi. LIM separator mampu memisahkan bijih dalam jumlah yang besar. Sedangkan HIM separator mempunyai kapasitas rendah dan umumnya digunakan untuk mineral yang memiliki susceptibility rendah.

Pengaruh Variabel Operasi Pada Magnetic SeparationBeberapa factor yang berpengaruh terhadap pemisahan terdapat pada peralatan yang tidak bisa lagi dirubah. Sehingga factor-faktor tersebut menjadi konstan pengaruhnya terhadap partikel mineral. Untuk separator dengan magnet permanen, maka medan magnet tidak dapat dirubah, artinya gaya magnet akan konstan selama pemisahan. Diameter drum merupakan salah satu variable yang juga konstan. Sehingga pengaruhnya juga akan tetap pada saat dipakai untuk pemisahan.Beberapa variable dapat diubah-ubah selama atau saat pemisahan dilakukan. Gambar 4 menunjukkan pengaruh beberapa variable operasi untuk pemisahan secara magnetic.

Gambar 3. Pengaruh Variabel Operasi Dan Alat Pada Magnetic Separation.Dari gambar tersebut diketahui bahwa perolehan mineral magnetic dipengaruhi diantaranya oleh: medan magnet, ukuran mineral, kecepatan fluida dan radius drum. Perolehan mineral magnetik akan meningkat ketika medan magnet yang digunakan lebih besar. Sebagian magnetik akan masuk jalur tailing pada kecepatan fluida yang besar. Pemisahan yang dilakukan pada ukuran mineral yang besar dapat meningkatkan perolehan mineral magnetik.

Pemisahan Secara Gravitasi, Gravity SeparationPrinsip Pemisahan Secara Gravitasi, Gravity SeparationGravity separation merupakan Operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan nilai density, berat jenis dari mineral-mineral yang akan dipisah. Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan merespon gaya gravitasi sesuai dengan nilai density yang dimilikinya. Mineral-mineral yang memiliki density tinggi, biasaya disebut dengan mineral berat, sedangkan mineral yang memiliki density rendah biasa disebut mineral ringan.Media yang digunakan pada pemisahan secara gravitasi adalah fluida, bisa air atau udara. Pada umumnya media pisahnya adalah air. Dalam media fluida partikel bergerak sesuai dengan densitas dan ukurannya.Gerakan Partikel Pada Bidang VertikalDalam fluida bidang vertical, mineral berat akan memiliki kecepatan pengendapan yang tinggi. Mineral ini akan memiliki lintasan yang relative lebih jauh dibanding dengan mineral ringan untuk satuan waktu yang sama. Perbedaan kecepatan relative antar partikel mineral dalam fluida inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk operasi pemisahan.Jarak tempuh partikel mineral ditentukan oleh density dan ukuran, Jika density beda tapi ukuran sama, maka mineral berat akan melintas lebih dulu. Jika density sama tapi ukuran beda, maka mineral besar akan memiliki kecepatan lebih tinggi dan melintas lebih dulu.Bijih dengan sejumlah partikel mineral dengan density dan ukuran beda diendapkan dalam tabung berisi air. Setiap mineral akan mengendap dengan kecepatan sesuai dengan density dan ukurannya. Pada dasar tabung akan tersusun lapisan berdasarkan density dan ukuran. Lapisan ini disebut stratifikasi mineral. Lapisan paling bawah ditempati oleh mineral berat dengan ukuran besar. Mineral ini mempunyai kecepatan pengendapan tertinggi. Lapisan di atasnya ditempati mineral berat dan ringan yang memiliki lintasan sama. (mineral berat dan ringan memiliki kecepatan pengendapan sama. Lapisan teratas ditempati oleh mineral ringan ukuran kecil. Mineral dengan Kecepatan pengendapan terendah.

Mineral-mineral yang masuk dalam kelompok mineral berat misalnya: kasiterite, emas, galena, tembaga, wolframite. Sedangkan mineral-mineral yang dikelompokan dalam mineral ringan misalnya: kuarsa, feldspar, mika, gypsum, graphite.Gerakan Partikel Pada Aliran TipisDalam fluida bidang miring, atau aliran tipis, atau flowing film, gerakan partikel mineral terdiri dari dua gerakan yaitu gerakan partikel sebelum mencapai dasar bidang miring, dan gerakan partikel mineral pada dasar bidang miring.Gerakan Partikel Sebelum Mencapai Dasar Bidang MiringSebelum mencapai dasar bidang miring, Semua partikel mempunyai gaya aksi ke bawah atau mengendap yang proposional dengan ukuran dan density. Pada waktu yang bersamaan, dorongan fluida akan membawa partikel bergerak secara horizontal. Setiap mineral akan memiliki empat gaya yaitu, Gaya dorong fluida, Gaya gravitasi, Gaya apung, dan Gaya drag. Keempat gaya ini akan menentukan perilaku atau pergerakan mineral selama mengendap untuk mencapai landasan atau dasar bidang miring.Setiap mineral akan mencapai dasar bidang miring sesuai dengan density dan ukurannya. Mineral berat dengan ukuran besar akan mengendap dan mencapai dasar lebih awal. Partikel ini memiliki lintasan terpendek. Sedangkan Partikel ringan yang berukuran kecil akan mengendap terakhir dan melintas paling jauh.Gerakan Partikel Di Dasar Bidang Datar.Gerakan Partikel Pada Landasan Aliran (Dasar/Lantai)Setelah mencapai dasar bidang miringnya, setiap pertikel mineral akan dikenai distribusi kecepatan fluida atau gaya dorong fluida yang tidak sama. Kecepatan fluida hampir nol pada pemukaan atau dasar bidang. Dan maksimum pada interface atau antarmuka fluida-udara. Di dasar bidang ini, partikel akan bergerak dengan cara menggelinding/rolling atau meluncur/sliding. Aksi rolling terjadi pada zona fluida dengan kecepatan yang relatif tinggi. Aksi Roliing tergantung pada bentuk partikel dan kekasaran dari permukaan bidang miringnya. Sedangkan Aksi sliding terjadi pada zona dengan kecepatan rendah, dekat permukaan bidang datar. Aksi Sliding tergantung pada kedalaman lapisan fluida dan sudut bidang datarnya.Gerakan partikel pada dasar bidang miring dipengaruhi oleh Gaya dorong fluida, Gaya gravitasi , dan Gaya gesek. Ketiga gaya ini akan bertanggung jawab terhadap pergerakan pertikel. Dan Resultan ketiga gaya inilah yang menentukan posisi dari partikel di dasar bidang datar.Jika partikel mempunyai density dan ukuran berbeda, maka Pergerakan Partikel ditentukan oleh ukuran dan density. Partikel besar dan ringan bergerak lebih cepat dari yang lainnya dan akan menempati posisi terdepan. Partikel-partikel ini akan memiliki lintasan terjauh. Sedangkan Partikel-partikel kecil dan berat akan bergerak paling lambat dan akan menempati posisi terakhir. Partikel-partikel ini memiliki lintasan terpendek.

Alat Pemisah Untuk Metoda Gravity SeparationBeberapa alat atau concentrator yang umum digunakan pada operasi pengolahan bijih-mineral adalah:Jig ConcentratorShaking TableHumprey SpiralSluice BoxKriteria Konsentrasi, Concentration CriteriaBesaran yang dapat digunakan untuk memprediksi apakah operasi konsentrasi berdasarkan gravitasi dapat dilakukan dengan mudah atau sulit, bisa ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:Kriteria Konsentrasi, KK = (b f) / (r f)b = spesifik gravity mineral beratr = spesifik gravity mineral ringanf = spesifik gravity fluidaJika mineral-mineral yang akan dipisah memiliki nilai criteria konsentrasi lebih daripada 2,5 atau KK > 2,5, maka operasi pemisahan dapat dengan mudah dilakukan. Jika minera-mineral yang ada dalam bijih memiliki nilai criteria konsentrasi antara 1,25 sampai dengan 2,25 atau 1,25 < KK < 2,5, maka pemisahan secara gravity relatif sulit, namun masih mungkin dengan menjaga variable-variabel operasi secara ketat. Sedangkan bijih yang mengandung mineral-mineral dengan nilai criteria konsentrasinya kurang daripada 1,25, atau KK < 1,25, secara komersial pemisahan hampir tidak mungkin.