PROSES PEMISAHAN• Proses Pemisahan Komponen • Dikelompokkan menjadi dua metode :1. Metode operasi difusi (diffusional operation)
yang meliputi perubahan fase atau perpindahan bahan dari satu fase ke fase yang lain
2. Metode separasi dengan perlakuan mekanik atau pemisahan mekanik (mechanical separation), yang digunakan untuk memisahkan partikel zat padat atau tetesan zat cair dengan memanfaatkan gaya-gaya yang bekerja pada partikel dan fluida.
PROSES PEMISAHAN DENGAN PERLAKUAN MEKANIK
• Klasifikasi Proses Pemisahan Dengan Prinsip Perlakuan Mekanik adalah sbb :
1. Reduksi ukuran (size reduction)2. Pemisahan berdasarkan ukuran (sizing)3. Pemisahan dengan pengendapan dan sedimentasi
(settling and sedimentation)4. Pemisahan dengan filtrasi tekanan dan vakum5. Pemisahan dengan gaya sentrifugal6. Fluidisasi
REDUKSI UKURAN (SIZE REDUCTION)
• Reduksi ukuran atau pengecilan ukuran (kominusi) merupakan tahap awal dalam proses pengolahan bahan dalam industri yang bertujuan untuk :
1. Membebaskan / meliberasi mineral berharga dari material pengotornya.
2. Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya.
3. Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak dengan zat lain
Pemisahan berdasarkan ukuran (sizing)
• Sizing : adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel yang menggunakan peralatan ayakan.
• Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri
• Penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium
SEDIMENTASI
• Pemisahan Sedimentasi adalah metode pemisahan padatan dan cairan (suspensi) dengan menggunakan gaya gravitasi untuk mengendapkan partikel suspensi.
F I L T R A S I
• Filtrasi adalah suatu operasi pemisahan campuran antara padatan dan cairan (slurry) dengan melewatkan umpan berupa campuran padatan - cairan melalui medium penyaring (filter), karena adanya daya dorong (driving force) yaitu perbedaan tekanan masuk umpan dan tekanan keluar filtrat.
SENTRIFUGASI
• Pemisahan dengan sentrifugasi adalah metode pemisahan campuran padatan dan cairan (suspensi) dengan menggunakan gaya sentrifugal untuk mengendapkan partikel suspensi.
FILTRASI SENTRIFUGAL
• Pemisahan dengan filtrasi sentrifugasi adalah suatu operasi pemisahan campuran antara padatan dan cairan (slurry) dengan melewatkan umpan berupa campuran padatan - cairan melalui medium penyaring (filter), karena adanya gaya sentrifugal
REDUKSI UKURAN(SIZE REDUCTION)
• Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses perlakuan me kanik yang bertujuan untuk :
1. Membebaskan / meliberasi mineral berharga dari material pengotornya dalam bijih logam.
2. Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya.
3. Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak dengan zat lain, misalnya reagen flotasi.
REDUKSI UKURAN(SIZE REDUCTION)
• Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :
1. Peremukan / pemecahan (crushing)2. Penggerusan / penghalusan (grinding)
• Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu :
1. Tahap pertama / primer (primary stage)2. Tahap kedua / sekunder (secondary stage)3. Tahap ketiga / tersier (tertiary stage)
Variabel Operasi Pengecilan Ukuran (SR)
1. Moisture content : kandungan cairan.a. Di bawah 3 – 4 % (%berat) cairan dalam bahan, SR tidak mengalami
kesulitan.b. Di atas 4%, bahan menjadi sticky (lengket), cenderung menyumbat
mesin/alat.c. Di atas 50%, wet size reduction, biasanya untuk padatan halus. 2. Reduction ratio : rasio diameter rata-rata umpan dengan diameter rata-
rata produk.
d. Mesin penghancur ukuran besar atau crusher, mempunyai rasio 3 s/d 7.e. Mesin penhancur ukuran halus atau grinder, mempunyai rasio s/d 100.
MESIN PENGHANCUR UKURAN BESAR (CRUSHER)
• JAW CRUSHER
MESIN PENGHANCUR UKURAN KECIL (GRINDER/MILL)
• BALL MILL
• Penampang Ball Mil
Kebutuhan Energi Dan Daya UntukReduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Energi yang dibutuhkan crusher/grinder digunakan untuk :a. Mengatasi friksi mekanisb. Menghancurkan bahan
• Energi dan daya yang dibutuhkan diturunkan dari teori-teori perubahan energi dE terhadap perubahan ukuran dX dari partikel ukuran X berbanding terbalik, seperti pada persamaan dibawah ini :
Dimana: dE = perubahan energy dX = perubahan ukuran C, n = konstanta yang besarnya tergantung dari jenis material dan alat
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Teori-Teori/Hukum-Hukum Untuk Menentukan Energi Kominusi
1. Teori/Hukum Rittinger2. Teori/Hukum Kick’s3. Teori/Hukum Bond
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
1. Teori/Hukum Rittinger Menurut Rittinger energi kominusi sebanding
dengan luas permukaan baru yang terbentuk, maka, dalam penelitiannya Rittinger menentukan harga n = 2, sehingga,
dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP,
maka:
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
KR = C = konstanta Rittinger, maka :
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Teori/Hukum Kick’s Dalam penelitiannya Kick’s menentukan harga n =
1, maka ; dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP,
maka:
KK =C =konstante Kick’s
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Teori/Hukum Bond • Dalam penelitiannya Bond menentukan harga n =
1,5 , maka ;• dintegralkan dengan batas: X1 = XF dan X2 = XP,
maka:
KB = 2 C, maka :
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Dimana : KB= konstante Bond
XF = ukuran umpan 80% lolos (mm)
XP = ukuran produk 80% lolos (mm)
• Untuk menentukan KB, Bond melakukan percobaan dengan mereduksi ukuran dari ukuran sangat besar
( ~) menjadi ukuran 100 µm (80% lolos), sehingga : XF = ~ dan XP = 100 µm = 0,1 mm
→
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Energi untuk reduksi ukuran dari ukuran sangat besar (~) menjadi ukuran 100 µm (80% lolos) didifinisikan sebagai indek kerja material (Ei ) (kWh/Ton), sehingga rumus Bond menjadi :
• Dimana :• Bila daya yang dibutuhkan P (kW) dan laju umpan
T (Ton/jam), maka :
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
Bila, XF dan XP dalam satuan µm ( 1 mm = 1000 µm ), maka : • P = kW T = Ton/jam
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
Bila, XF dan XP dalam satuan ft ( 1 ft = 304,8 mm ), maka :P = kW T = Ton/jam Ei = kWh/Ton
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
Bila P (dalam HP), T (dalam Ton/menit) , XF dan
XP dalam satuan ft (1 ft=304,8 mm), maka :
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi
• Contoh-1: • Untuk memecah 10 Ton/jam material hematite dengan
indek kerja 12,68 kWh/Ton digunakan Crusher. Ukuran umpan 3-in (76,2 mm)(80% lolos) dan ukuran produk 1/8-in(3,175 mm) 80% lolos .
• Hitung : a. Energi yang dibutuhkan dalam kWh/Ton
b. Energi yang dibutuhkan dalam HP menit/Ton c. Daya yang dibutuhkan dalam kW d. Daya yang dibutuhkan dalam HP
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi
• Penyelesaian : Ei = 12,68 kWh/Ton T = 10 Ton/jam
XF = 3-in = 76,2 mm = 76200 µm
XP = 1/8-in = 3,175 mm = 3175 µm
a. Energi dalam (kWh/Ton):
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi
b. Energi dalam
XF = 3-in = 0,25 ft XP= 1/8-in=0,0104 ft
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
c. Daya, P (kW) :
d. Daya, P (HP)
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Contoh-2:
Untuk memecah biji logam dari ukuran umpan 50,8 mm (80% lolos) menjadi produk 6,35 mm (80% lolos) dibutuhkan daya 89,5 kW. Dengan menggunakan Persamaan Hukum Bond, berapa daya yang dibutuhkan untuk ukuran umpan yang sama, dengan ukuran produk 3,18 mm (80%lolos)?
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Penyelesaian : XF=50,8 mm=50.800 µm(80% lolos)
XP=6,35 mm= 6.350 µm (80% lolos)
P=89,5 kW
Kebutuhan Energi Dan Daya Untuk Reduksi Ukuran (Energi Kuminusi)
• Maka,
XF= 50,8 mm = 50800 µm (80% lolos)
XP=3,18 mm = 3180 µm (80% lolos)
P = ?
• Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium.
• Umpan/Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu : – Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang ayakan (oversize).– Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang ayakan (undersize).
• Satu ayakan tunggal hanya dapat memisahkan menjadi dua fraksi saja setiap kali pemisahan, yaitu yang lolos dari ayakan dan yang tertahan diatas ayakan.
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Neraca Massa Ayakan Neraca massa ayakan sederhana dapat digambarkan sebagai berikut :
Feed (F) Produk Tertahan (D) Fraksi Undersize(XF) Fraksi Undersize(XD)
Fraksi Oversize(1- XF) Fraksi Oversize(1-XD)
Produk Lolos (B)
Fraksi Undersize(XB)=1
Fraksi Oversize=(1-XB)=0
Neraca Massa Keseluruhan (Overall): F = D + B ( 1 )
Neraca Massa Fraksi Undesize: F XF = D XD + B XB ( 2 )
Neraca Massa Fraksi Oversize: F (1-XF) = D (1-XD) + B (1-XB) ( 3 )
SCREENSCREEN
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Eliminasi dari persamaan ( 1 ) dan ( 2 ) :
• Eliminasi dari persamaan ( 1 ) dan ( 3 ) :
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Efisiensi Ayakan• Efisiensi Ayakan didifinisikan sebagai fraksi
undersize umpan (Feed) yang benar-benar lolos dibagi dengan fraksi undersize umpan(Feed) yang seharusnya lolos.
• Fraksi undersize umpan (Feed) yang benar-benar lolos = fraksi undersize dalam produk lolos ( B XB ). Fraksi undersize umpan (Feed) yang seharusnya lolos = F XF
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Efisiensi Ayakan
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Analisa Ayak
• Cara Menyajikan Analisa Ayak
Contoh menggunakan susunan 5 ayakan dengan ukuran lobang ayakan X1, X2, X3, X4 dan X5 dalam mm atau mesh.
X1 > X2 > X3 > X4 > X5
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Susunan peralatan analisa ayak
M1
X1 = 0,297 mm = 48 mesh
M2
X2 = 0,250 mm = 60 mesh
M3
X3 = 0,210 mm =65 mesh
M4
X4 = 0,177 mm = 80 mesh
M5
X5 = 0,149 mm = 100 mesh
M6
Pan M = M1 + M2 + M3 + M4 + M5 + M6
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Cara Menyajikan Tabel Analisa Ayak Dalam Ukuran mm Ukuran Berat %Berat % Lolos
Individu%Lolos
Kumulatif%Tertahan
Individu%TertahanKumulatif
+ X1 M1 Y1 - - Y1 Y1
-X 1+ X2 M2 Y2 Y2 Y2+Y3+Y4 +Y5+Y6 Y2 Y1 + Y2
-X 2+ X3 M3 Y3 Y3 Y3+Y4 +Y5+Y6 Y3 Y1+Y2+Y3
-X3 + X4 M4 Y4 Y4 Y4 +Y5+Y6 Y4 Y1+Y2+Y3+Y4
-X4 + X5 M5 Y5 Y5 Y5+Y6 Y5 Y1+Y2+Y3+Y4+Y5
-X5 M6 Y6 Y6 Y6 - -M 100
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Grafik Hasil Analisa Ayak• Grafik %lolos kumulatif vs ukuran• Grafik %tertahan kumulatif vs ukuran
Misal : Y1 = 4% Y2= 8% Y3 = 15% Y4 =20% Y5=25% Y6 = 28%
Ukuranmm
%LolosIndividu
%Lolos Kumulatif
%Tertahan Individu
%TertahanKumulatif
+ 0,297 4 - 4 4
-0,297+0,250 8 96 8 12
-0,250+0,210 15 88 15 27
-0,210+0,177 20 73 20 47
-0,177+0,149 25 53 25 72
-0,149 28 28 - -
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Grafik %lolos kumulatif vs ukuran
Ukuranmm
%Lolos Kumulatif
+ 0,297 -
-0,297+0,250 96
-0,250+0,210 88
-0,210+0,177 73
-0,177+0,149 53
-0,149 28
0 0.05 0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350%
20%
40%
60%
80%
100%
120%
Y-Values
Ukuran (mm)
%Lo
los
Kum
ulati
f
PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
• Grafik %tertahan kumulatif vs ukuran
Ukuranmm
%TertahanKumulatif
+ 0,297 4
-0,297+0,250 12
-0,250+0,210 27
-0,210+0,177 47
-0,177+0,149 72
-0,149 -
0.1 0.15 0.2 0.25 0.3 0.350%
10%
20%
30%
40%
50%
60%
70%
80%
Y-Values
Ukuran (mm)
%te
rtah
an k
umul
atif
SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZING• Material Hematit dengan indek kerja 12,68 kWh/Ton
dengan laju umpan 100 Ton/jam direduksi ukurannya dengan Ball Mill dilanjutkan dengan pengayakan seperti pada diagram dibawah ini :
• Fresh Feed (FF) Feed (F) Produk Ball Mill (PB)
• Recycle (R)
• Produk Lolos Ayakan (PA)
Ball Mill
Ayakan
SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZING
• Data Hasil Analisa Ayak dari Feed (F) dan Produk Ball Mill adalah sebagai berikut :
• Tabel Hasil Analisa Ayak Feed Dan Produk
Ukuran(mm)
Feed(%)
Produk(%)
+ 3 15 5 - 3 + 2 45 15 - 2 + 1 25 35 - 1 + 0,5 10 25 - 0,5 5 20
SOAL GABUNGAN SIZE REDUCTION-SIZING
1. Berapa Energi (E) dan Daya (P) yang dibutuhkan ?2. Hitung berapa besar Produk Ayakan (PA), Recycle
(R) dan Fresh Feed (FF) bila Produk Ball Mill diayak pada ukuran lubang ayakan 2 mm dan efisiensi ayakan 75%?
3. Klasifikasikan Feed (F), Fresh Feed (FF), Produk Ball Mill (PB) dan Recycle (R) pada ukuran 2 mm ?
PENYELESAIAN• T = 100 Ton/jam• Ei = 12,68 kWh/Ton• Tabel Analisa Ayak Feed (F) :
Ukuran(mm)
Feed(%)
% LolosIndividu
% Lolos Kumulatif
+ 3 15 15 -
- 3 + 2 45 45 85
- 2 + 1 25 25 40
- 1 + 0,5 10 10 15
- 0,5 5 5 5
PENYELESAIAN• Grafik Analisa Ayak Feed (F)
• Dari grafik didapat ukuran 80% lolos = XF = 2,9 mm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50
10
20
30
40
50
60
70
80
90
% Lolos Kumulatif
Ukuran, mm
% L
olos
Kum
ulati
f
PENYELESAIAN
• Tabel Analisa Ayak Produk :
Ukuran(mm)
Produk(%)
% LolosIndividu
% Lolos Kumulatif
+ 3 5 - -
- 3 + 2 15 15 95 - 2 + 1 35 35 80 - 1 + 0,5 25 25 45 - 0,5 20 20 20
PENYELESAIAN• Grafik Analisa Ayak Produk (PB)
• Dari grafik didapat ukuran 80% lolos = XP = 2 mm
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.50
102030405060708090
100
%Lolos Kumulatif
Ukuran, mm
% L
olos
Kum
ulati
f
PENYELESAIAN1. Energi (E) dan Daya (P) yang dibutuhkan Energi (E) yang dibutuhkan :• Ukuran 80% lolos Feed (F) = XF = 2,9 mm = 2900 µm
• Ukuran 80% lolos Produk (P) = XP = 2 mm = 2000 µm
PENYELESAIAN
• Daya (P) yang dibutuhkan :
• T = 100 ton/jam• E = 0,4087 kWh/ton
PENYELESAIAN
2. Produk Ball Mill (PB) diayak pada ukuran lubang
ayakan 2 mm dan efisiensi ayakan 75%.• Produk Ball Mill diayak pada ukuran lubang ayakan
2 mm, artinya Produk Ball Mill (PB) diklasifikasikan/ dibagi menjadi ukuran +2 mm (oversize) dan ukuran -2 mm (undersize).
• ukuran +2 mm = 15 + 5 = 20% = 20 Ton/jam• Ukuran -2 mm = 35 + 25 + 20 = 80% = 80 Ton/jam
PENYELESAIAN• Efisiensi Ayakan = 75%
• Fraksi undersize yang benar-benar lolos= Produk Ayakan(PA)• Fraksi undersize yang seharusnya lolos = Fraksi undersize
dalam Feed Ayakan = 80% = 80 Ton/jam
• Produk Ayakan (PA) = 80 x 75% = 60 Ton/jam
PENYELESAIAN
• Recycle (R) = 100 – 60 = 40 Ton/jam • Fresh Feed (FF) = Produk Ayakan (PA) = 60 Ton/jam
Atau • Fresh Feed (FF) = Produk Ball Mill (PB) – Recycle (R)
= 100 – 40 = 60 Ton/jam
PENYELESAIAN3. Klasifikasi pada ukuran 2 mm
Feed (F) = 100 ton/jam : - Ukuran +2 mm = 45 + 15 = 60% = 60 ton/jam- Ukuran -2 mm = 25 + 10 + 5 = 40% = 40 ton/jam
Ukuran (mm) Feed (%)
+ 3 15 - 3 + 2 45 - 2 + 1 25 - 1 + 0,5 10 - 0,5 5
PENYELESAIAN• Fresh Feed (FF) = 60 ton/jam :
- Ukuran +2mm = Ukuran +2mm ( F – R )- Ukuran -2mm = Ukuran -2mm ( F – R )
• Recycle ( R ) = 40 ton/jam:- Ukuran + 2mm = Ukuran +2mm Produk Ball Mill (PB)
= 20% = 20 ton/jam
- Ukuran -2mm = Ukuran -2mm yang tidak lolos dari ayakan
= 80 – 60 = 20 ton/jam• Fresh Feed (FF) = 60 ton/jam :
- Ukuran +2mm = Ukuran +2mm ( F – R ) = 60 – 20 = 40 ton/jam- Ukuran -2mm = Ukuran -2mm ( F – R ) = 40 – 20 = 20 ton/jam
PENYELESAIAN• Produk Ball Mill (PB) = 100 ton/jam
- Ukuran +2mm = 15 + 5 = 20% = 20 ton/jam- Ukuran -2mm = 35 + 25 + 20 = 80% = 80 ton/jam
Ukuran(mm)
Produk(%)
+ 3 5 - 3 + 2 15 - 2 + 1 35 - 1 + 0,5 25 - 0,5 20
Top Related