BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

2.1. Mineral

Mineral adalah zat-zat hablur yang ada dalam kerak bumi serta bersifat

homogen, fisik maupun kimiawi. Mineral hasil tambang harus diolah terlebih

dahulu, karena masih mengandung mineral – mineral pengotor lain. Pada

pengolahan mineral yang diambil adalah mineral berharga, sedangkan pengotor

atau tailing dibuang. Mineral yang telah diolah harus mempunyai kandungan

mineral berharga yang sangat tinggi, dan tailing sangat rendah. Prinsip dasar dari

pengolahan bijih adalah perbedaan sifat fisik dan kimia yang dimiliki oleh bijih

tersebut

Jenis mineral berdasarkan komposisi alamiah yaitu:

1. Mineral native, yaitu metal dalam bijih berbentuk unsur, contoh :Au, Cu

2. Mineral Sulfida, yaitu mineral bijih dalam komposisi sulfide, contoh :

CuFe2, PbS

3. Mineral Oksida, yaitu mineral bijih berkomposisi sulfat, silikat, oksida

karbonat, contoh : Fe2O3, 2CuCO3(OH)2

4. Mineral Komplek, yaitu bijih dengan lebih dari satu mineral berharga.

Beberapa bahan galian dalam pemanfaatanya tidak selalu memerlukan pemisahan.

Berdasarkan aplikasi di industri dan pemanfaatanya, bahan galian dapat dibedakan

menjadi tiga kelompok yaitu :

1. Bijih (ore) yaitu bahan galian yang mengandung mineral tertentu dengan

kadar yang cukup untuk ditambang dan diolah atau diekstrak metalnya

sehingga memberikan keuntungan.

2. Bahan Bakar (fuel) yaitu bahan galian yang dimanfaatkan sebagai energy.

Contohnya batu bara dan minyak bumi.

3. Bahan galian industri (non metalic mineral), yaitu bahan galian yang

dimanfaatkan karena memiliki sifat-sifat fisik/mekanik tertentu seperti

kekuatan, kehalusan, keindahan dan keuletan.

2.2.Pengolahan Mineral

Pengolahan mineral adalah proses pemisahan mineral berharga dari

mineral tak berharga dengan memanfaatkan sifat fisik material dan menggunakan

metode pemisahan secara mekanik, untuk menghasilkan mineral berharga

(konsentrat) dan tailing (mineral tak berharga).

Tujuan teknis dari pengolahan mineral antara lain :

a. Dalam menyediakan produk (konsentrat = mineral berharga) harus sesuai

dengan keperluan atau pesanan (permintaan).

b. Kandungan dari mineral berharga (konsentrat) harus lebih besar dari pada nilai

minimum yang ditentukan.

c. Kandungan dari kadar air harus lebih rendah daripada nilai maksimum yang

telah ditentukan.

d. Nilai ukuran partikel yang ditentukan harus lebih kecil daripada ukuran

partikel yang ingin diolah.

e. Kandungan dari mineral tak berharganya (gangue) harus lebih kecil daripada

nilai maksimum yang telah ditentukan.

Tujuan ekonomis dari pengolahan mineral antara lain:

a. Untuk mendapatkan keuntungan yang sebesar-besarnya dengan pengolahan

yang seekonomis mungkin

b. Kehilangan mineral berharga harus sekecil mungkin dan recovery yang besar

c. Mengambil semua mineral berharga, jika bijih mengandung lebih dari satu

mineral berharga

d. Pengeluaran produksi sekecil mungkin dengan mendapatkan produk sebesar-

besarnya.

Pengolahan mineral memliki Operasi dasar yang terdiri dari tiga tahapan yaitu :

1. Kominusi 2. Konsentrasi3. Material Handling

Adapun dari operasi dasar pengolahan memiliki parameternya yaitu:

1. RecoveryRecovery adalah perbandingan jumlah metal yang terambil dalam pengolahan dengan berat metal/mineral secarah keseluruhan.

2. KadarKadar adalah kandungan mineral yang terdapat pada bijih.

3. Metal consentratation Metal consentratation adalah perbandingan berat kosentrant.

Berikut penjelasan tentang operasi dasar pada pengolahan mineral:

1) Kominusi

Kominusi merupakan tahapan awal pengolahan mineral dengan cara

mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi bijih dari mineral pengotornya

(gangue). Tujuan kominusi yaitu:

a. Mereduksi atau mengecilkan ukuran mineral sesuai kebutuhan.

b. Membebaskan atau meliberasi mineral berharga dari mineral

pengotornya

c. Memperluas atau mengekspos permukaan partikel agar

dapat  mempercepat kontak dengan zat lain, misalnya reagen flotasi.

d. Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan

kebutuhan pada proses berikutnya.

e. Melakukan tujuan kominusi dengan tahapan crushing dan grinding

Adapun mekanisme remuk (aksi atau gaya pada kominusi) yaitu:

1) Kompresi, yaitu energy yang digunakan hanya pada sebagian

lokasi

2) Inpact, yaitu energy yang digunakan berlebihan, bekerja pada

seluruh bagian

3) Abrasi, yaitu gaya bekerja hanya pada daerah yang sempit

(permukaan atau terlokalisasi)

Hal ini akan berkaitan dengan apa yang namanya Reduction Ratio = RR

(Rasio Reduksi), dikarenakan salah satu ukuran (besaran) terpenting dalam

suatu operasi ukuran bijih awal dengan ukuran bijih produk. Rasio Reduksi

akan menetukkan :

1. Ratio ukuran awal umpan terhadap ukuran produk.

2. Berpengaruh dari kapasitas dan energi dari suatu produksi

3. Pada metoda crushing

Kominusi memiliki energy yang dapat dituliskan sebagai berikut:

ΔE = E2 – E1 = Pm

Selain itu, dikenal juga istilah work index yang artinya total energy yang

dibutuhkan dalam Kwh/ton feed untuk mengecilkan ukuran ijih (feed) yang

sangat besar menjadi produk yang 80% dari produknya lulus screen

berukuran 100 mikron. Work index memiliki persamaan yang dapat

dituliskan sebagai berikut:

E = Kb (1

√d 2− 1

√d 1)

P1

= Kb (1

√100− 1

√0)

Pm

= Kb (1

√d2− 1

√d 1) wi = Kb (

1

√100)

10wi = Kb

Pada proses kominusi ini penggunaan alat yang digunakan ialah

Crushing (Peremukan) dan Grinding (Penggerusan) yang dapat memperkecil

ukuran bijih dari suatu bahan galian. Terdapat tiga operasi kominusi yang

telibat yaitu :

1. Peremukkan (Crushing)

2. Penggerusan (Grinding)

3. Klasifikasi Ukuran (Sizing)

Berikut penjelasan secara umum mengenai tiga operasi kominusi sebagai berikut:

a) Crushing

Crushing atau disebut juga tahap peremukan adalah salah satu proses

kominusi yang bertujuan untuk memperkecil ukuran material dengan

menggunakan gaya. Proses crushing dapat berjalan dalam rangkaian terbuka

(Open Circuit Crushing) atau tertutup (Closed Circuit Crushing) tergantung

pada ukuran produk.

Gambar 2.1. a) Open Circuit Crushing b) Closed Circuit Crushing

Crushing dapat terbagi dalam dua tahap, yaitu primary crushing, dan

secondary crushing.

1. Primary Crushing

Primary Crushing merupakan tahap pertama dalam proses ini. Tahap

penghancuran pertama juga digunakan untuk mengurangi ukuran bahan

mineral ke ukuran yang cocok untuk transportasi dan untuk meneruskan ke

proses selanjutnya, yaitu crusher sekunder.

Beberapa alat yang digunakan pada primary crushing antara lain :

1) Jaw Crusher

Jaw Crusher merupakan alat untuk meliberalisasi mineral yang

menggunakan prinsip kekuatan gaya, tekanan, maupun keduanya. Ciri khas

dari kelas ini crusher adalah dua piring yang membuka dan menutup seperti

rahang hewan. Keuntunganya lebih ringan dan kompak, gerakan relative

cepat, gerakan eliptis membantu jalannya umpan. Kekurangannya kapasitas

kecil dan pelat jaw cepat aus.

Gambar 2.2. Jaw Crusher

2) Gyratory Crusher

Gyratory Crusher adalah salah satu jenis utama penghancur primer di

tambang atau pabrik pengolahan bijih. Gyratory crusher mempunyai konsep

dasar yang hampir sama dengan Jaw Crusher, namun Gyratory Crusher ini

mempunyai ukuran yang lebih besar dari pada Jaw Crusher. Gerakan dari

gyratory crusher ini berputar dan bergoyang, sehingga proses penghancuran

berjalan terus menerus tanpa selang waktu.

2. Secondary Crushing

Secondary crushing merupakan tahap penghancuran kelanjutan dari primary

crushing. Alat – alat pada secondary crushing yaitu:

a. Cone Crusher

Cone crusher hampir sama dengan gyratory crusher. Cone crusher ini

penggunaannya lebih ekonomis. Pada alat ini material akan diperkecil lagi.

Mekanisme dalam crusher ini mirip dengan crusher gyratory, desain mereka

Gambar 2.3. Gyratory Crusher

juga serupa, tetapi pada cone crusher poros didukung di bagian bawah

kerucut, bukannya ditangguhkan seperti pada gyratory crusher.

b. Hammer Mill

Hammer mill merupakan alat yang termasuk ke dalam secondary

crushing, berguna untuk memperkecil umpan atau material dari primary

crushing. Alat ini merupakan satu-satunya alat pada secondary crushing

yang menggunakan prinsip shearing stress, sedangkan yang lainnya

menggunakan compressive stress.

c. Roll Crusher

Roll crusher termasuk alat secondary crushing. Rool crusher masih

digunakan di beberapa pabrik, meskipun mereka telah diganti di sebagian

besar instalasi dengan cone crusher. Roll crusher masih memiliki aplikasi

yang berguna dalam menangani gembur, lengket, beku, dan kurang abrasif

feed, aslimestone tersebut, batubara, kapur, gips, fosfat, dan bijih besi lunak.

b) Grinding

Grinding atau penggerusan adalah proses pengurangan ukuran

(size reduction) atau kominusi dalam suatu proses pengolahan mineral yang

dilakukan setelah proses crushing untuk mereduksi partikel mineral halus

dengan ukuran kurang dari 25 mm. Pada proses grinding, material digerus

dengan menggunakan media grinding. Media grinding dapat bermacam –

macam bentuknya, seperti bola – bola baja, bola – bola keramik, batang –

batang baja, anatar partikel atau autogeneous atau campuran bola baja dan

Gambar 2.4. Cone Crusher

partikel itu sendiri atau semi autogeneous. Grinding dapat terjadi karena

adanya kikisan dan kompresi.

1. Alat – Alat Grinding

Berdasarkan pada media grinding pada proses grinding, alat – alat

yang digunakan adalah

a. Ball Mill

Ball mill adalah teknologi yang diterapkan untuk mengurangi

ukuran partikel yang mungkin memiliki sifat yang berbeda.

Konstruksi dari ball mill ini biasanya terdiri dari bejana silinder yang

dipasang secara tepat pada kedua ujungnya yang memungkinkannya

terjadi rotasi disekitar sumbu pusat. Mineral dapat melewati

proceeding section, tapi bola tidak bisa. Hal ini memastikan bahwa

partikel yang lebih kecil digerus oleh media grinding.

b. Tube Mill

Tube mill adalah salah satu alat pada grinding yang menggunakan

media gerus bola baja, ukuran panjang diameternya lebih kecil dari

panjangnya. Penggerusan menggunakan mill ini dapat dilakukan

Gambar 2.5. ball mill

dengan cara basah taupun kering dengan mekanisme penggerusan

hampir sama dengan ball mill

c. Autogeneous Mill

Jenis mill ini hanya cocok untuk mineral jenis tertentu, salah

satunya yaitu yang memiliki sifat yang cukup kasar tetapi setelah itu

rusak akan hancur dengan mudah ke ukuran kecil. Dalam keadaan

tertentu jenis mill ini dapat memberikan produk dengan kehalusan

kurang dari 0.1mm. Pengujian diperlukan terlebih dahulu untuk

menentukan kesesuaian mineral untuk diproses di penggilingan

autogenous.

d. Rod Mill

Fungsi utama Rod mill yaitu digunakan sebagai untuk grinding

utama, bijih yang hancur berukuran partikel berkisar hingga 50 mm

Gambar 2.6. Tube Mill

Gambar 2.7. Autogeneous Mill

untuk bahan lembut, dan antara 20 dan 30 mm untuk bahan keras di

mana distribusi ukuran produk yang sempit diperlukan (misalnya

untuk pemisahan gravitasi berikutnya). Ukuran panjangnya (L) lebih

besar daripada diameternya (D), terkadang panjangnya 2 kali

diameternya. 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.

e. Pebble Mill

Pebble mill digunakan untuk meminimalkan kontaminasi mineral

olahan, dan di mana bijih memiliki kecenderungan untuk membentuk

scrubber. Aplikasi pengerjaannya mirip dengan ball mill. Pebble mill

memiliki panjang (L) yang sama dengan diameternya (D), dengan

media penggerus berupa batuan yang keras.

Gambar 2.8. Rod Mill

c) Klasifikasi Ukuran (Sizing)

Setelah mineral diproses melalui proses grinding, maka proses

selanjunya adalah sizing. Oleh sebab itu harus dilakukan pemisahan

berdasarkan ukuran partikel agar sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan

pada proses pengolahan yang berikutnya.

a. Pengayakan (Screening)

Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara

mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan

(screening) seperti Stationary grizzly, Roll grizzly, Sieve Ben dipakai

dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) seperti Hand

sieve, Vibrating sieve series  / Tyler vibrating Sie, Sieve

shaker  / rotap

dipakai untuk skala laboratorium.

b. Klasifikasi

Klasifikasi ukuran (Sizing) adalah pemisah partikel atau mineral

berdasarkan kecepatan pengendapan di dalam fluida yang tergantung

Gambar 2.9. Pebble Mill

pada ukuran, bentuk dan density. Klasifikasi dilakukan dalam suatu

alat yang disebut classifier. Tujuan pemakaian classifier yaitu

- Menyiapkan atau mengendalikan ukuran partikel sesuai dengan

ukuran operasi konsentrasi. Menentukan liberalisasi yang

cocok untuk konsentrasi.

- Mengambil atau mengeluarkan (oversize/undersize) atau

(overflow/underflow) dari aliran mineral umpan

- Mencegah terjadinya overgrinding, biaya tinggi, energy tinggi,

waktu lama dan agar mendapat efisiensi tinggi.

Peralatan yang digunakan adalah settling pond (kolam

pengendapan) yang berguna untuk :

- Menyimpan buangan / partikel dari pabrik untuk diolah lagi

- Mengambil kembali air bekas pakai

- Memenuhi Undang – undang lingkungan (anti polisi)

BAB III

PENUTUP

3.1. Kesimpulan

Kesimpulan yang didapat dari makalah ini antara lain :

a. Untuk mendapatkan mineral berharga dibutuhkan proses pengolahan mineral

b. Kominusi merupakan salah satu tahapan pengolahan mineral dengan cara

mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi bijih dari mineral pengotornya

(gangue).

c. Proses kominusi dibagi menjadi tiga tahap, yaitu Crushing, Grinding dan

Sizing.