Laporan Modul 4 12117063.docx

Laboratorioun Pengolahan Bahan Galian Program Studi Teknik Metalurgi Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Laporan Modul 4, MG 3017 Tabling Dimas Haryo Raharjo (12117063) / 11 / Rabu, 13 November 2019 Asisten: Nelson Rifaldi Gultom (12516037)

Abstrak – Praktikum Modul 4 – Pada praktikum modul 4 ini, akan dipelajari proses konsentrasi gravitasi terhadap bijih kasiterit-silika dengan menggunakan shaking table. Tujuan praktikum modul 4 adalah untuk memahami dasar-dasar pemisahan serta prinsip kerja alat, mempelajari pengaruh variable alat terhadap hasil pemisahan dan menentukan recovery pada tailing, middling, dan konsentrat.. Pertama – tama, sampel disiapkan dalam suatu wadah. Sampel mengandung mineral kasiterit dan silika (300 gram). Lalu tetapkan dan ukur variable alat, atur kemiringan meja sebesar 5°, nyalakan alat serta amati gerak motin head dan Gerakan meja, kemudian sampel diumpankan ke shaking table dan sampel akan bergerak di atas shaking table sambil dialiri dengan air dengan waktu yang ditentukan. Kemudian sampel akan terpisah menjadi konsentrat, middling, dan tailing. Dari analisis tersebut didapat nilai recovery Kasiterit sebesar 75.11%.

A. Tinjauan Pustaka Konsentrasi adalah tahap proses pemisahan mineral berharga dari pengotornya yang memanfaatkan sifat kimia-fisika permukaan mineral. Konsentrasi juga biasa disebut sebagai proses peningkatan kadar. Konsentrasi Gravitasi merupakan proses pemisahan mineral berdasarkan berat jenisnya dalam suatu medium fluida dengan menggunakan perbedaan kecepatan pengendapan. Berdasarkan gerakan fluidanya, terdapat tiga cara pemisahan secara gravitasi. - Fluida tenang, contoh: DMS (Dense Medium Separation). - Gerak fluida horisontal, contoh: sluice box, shaking table, spiral concentrator. - Aliran fluida vertikal, contoh: jigging. Produk dari proses konsentrasi ini adalah berupa konsentrat, middling dan tailing. Konsentrasi gravitasi merupakan metode yang digunakan pada mineralmineral yang memiliki perbedaan massa jenis yang cukup besar sehingga terbentuk kelompok mineral dengan massa jenis tinggi dan kelompok mineral dengan massa jenis rendah. Salah satu kelompok tersebut nantinya akan menjadi konsentrat. Sebelum proses konsentrasi gravitasi diterapkan, estimasi/perkiraan perlu dibuat apakah konsentasi gravitasi tersebut dapat diterapkan untuk memisahkan mineral-mineral yang memiliki perbedaan berat jenis serta selang ukuran yang bisa dipakai. Salah satu metode konsentrasi gravitasi adalah tabling. Tabling merupakan salah satu metode untuk memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya menggunakan alat yang bernama shaking table. Alat – alat yang dapat digunakan pada praktikum kali ini terdiri : Sluice box, DMS, Shaking table, Log washer. Shaking table adalah alat yang digunakan untuk proses jigging, yaitu suatu proses dengan prinsip konsentrasi gravitasi. Konsentrasi gravitasi adalah salah satu jenis proses konsentrasi, yaitu proses pemisahan mineral berdasarkan berat jenisnya yang terdapat dalam suatu medium fluida yang didasarkan pada perbedaan percepatan pengendapan.

Untuk mendapatkan hasil yang optimal konsentrasi gravitasi harus digunakan untuk memisahkan mineral-mineral yang memiliki perbedaan berat jenis yang signifikan. Berdasarkan gerak fluida, cara pemisahan gravitasi dibagi menjadi tiga, yaitu: 1.Fluida tenang, contoh: DMS (Dense Medium Separation). 2.Aliran fluida horizontal, contoh: Sluice box, shaking table, spiral, concentrator. 3.Aliran fluida vertikal, contoh: jigging . Shaking table dapat dibedakan menjadi beberapa jenis bergantung dari feed yang akan diolah. Jenis-jenis shaking table adalah: A. Slime Table Digunakan untuk feed yang berupa bijih yang halus dengan ukuran 10-80 µm. B. Wet Table Menggunakan fluida berupa air yang digunakan untuk feed dengan ukuran 80 µm-1 mm. C. Air Table Menggunakan fluida berupa udara yang digunakan untuk feed dengan ukuran 500 µm sampai 50 mm. Air table biasa digunakan pada pengolahan bijih batubara. Shaking table bekerja dengan dipengaruhi oleh empat gaya, yaitu gaya dorong air, gaya gravitasi, dan gaya gesek permukaan antar mineral dengan riffle. Mekanisme kerja shaking table terdapat pada gambar di bawah ini.

Gambar 1: Cara kerja shaking table Sumber: 911metallurgist.com

Pertama – tama feed yang dimasukkan berupa partikel yang memiliki berat jenis dan ukuran yang berbeda. Untuk mineral dengan berat jenis yang kecil akan cenderung terletak di paling atas feed, menumpuki mineral yang berat jenisnya lebih besar. Karena mineral ringan terdapat di lapisan paling atas, maka mineral tersebut akan terseret/mengikuti aliran air sehingga mineral yang lebih ringan akan mengalami laju ke arah bawah lebih besar dan akan ditampung sebagai tailing. Mineral yang berat jenisnya besar namun ukurannya kecil kemungkinan akan ikut terseret bersama mineral yang ringan yang akan ditampung sebagai middling. Mineral berat yang ukurannya besar, akan mengendap di dasar riffle dan mendapatkan gaya sentak alat lebih besar daripada gaya gerak air, sehingga mineral akan bergerak searah riffle yaitu ke samping yang kemudian ditampung sebagai konsentrat. Selain Shaking table beberapa alat lain yang menerapkan prinsip konsentrasi gravitasi, yaitu: A. Dense Medium Separator (DMS) Dense Medium Separator adalah alat yang diguakan untuk memisahkan partikel dengan perbedaan berat jenis yang kecil menggunakan fluida yang memiliki berat jenis lebih besar daripada air. Fluida yang digunakan harus memiliki berat jenis yang berada di antara berat jenis partikel yang akan dipisahkan. Cara kerja alat dense medium separator ada pada gambar di bawah ini.

Gambar 4: Sluice box Sumber: 911metallurgist.com C.

Log washer Log washer adalah alat pencucian material dari clay dengan prinsip kerja dari log washer yaitu partikel yang mengandung clay akan mengalami penggerusan dengan fluida yang disebabkan oleh adanya dua impeller sehingga clay akan terlepas dari partikel berharga. Berikut cara kerja log washer terdapat pada gambar di bawah ini.

Gambar 2: Cara kerja Dense Medium Separator Sumber: mineralengineer.wikifoundry.com

Gambar 5: Log washer Sumber: nzdl.org

Gambar 3: Mekanisme DMS Untuk menentukan konsentrasi terhadap mineral yang memiliki perbedaan berat jenis pada distribusi ukuran tertentu dapat dilakukan atau tidak, perlu dilakukan perhitungan kriteria konsentrasi. B.

Sluice Box Sluice box adalah alat pemisah mineral berharga dari pengotornya dengan prinsip aliran tipis di atas alat ini. Tergolong alat sederhana untuk melakukan pemisahan mineral. Karena cara kerjanya yang masih sederhana, berbeda dengan shaking table yang terdapat head motion, berjalan kontinu, memiliki middling, sluice box tidak memiliki hal-hal tersebut serta kapasitas produksinya lebih kecil dibanding shaking table. Berikut cara kerja sluice box pada gambar di bawah ini.

Seperti yang dijelaskan diatas, konsentrasi gravitasi hanya dapat digunakan untuk memisahkan mineral-mineral yang memiliki perbedaan berat jenis yang signifikan. Untuk itu, perlu dilakukannya perhitungan kriteria konsentrasi. Kriteria konsentrasi bertujuan untuk menentukan konsentrasi terhadap mineral yang memiliki perbedaan berat jenis pada distribusi ukuran tertentu dapat dilakukan atau tidak. 𝜌𝑚𝑖𝑛.𝑏𝑒𝑟𝑎𝑡− 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎

KK = 𝜌𝑚𝑖𝑛.𝑟𝑖𝑛𝑔𝑎𝑛− 𝜌𝑓𝑙𝑢𝑖𝑑𝑎 Berikut adalah rentang kriteria konsentrasi : A. Jika KK > 2.5 atau KK < -2.5 Maka proses pemisahan akan mudah dilakukan pada ukuran berapapun, bahkan yang sangat halus hingga 200 mesh. B. Jika KK = 2.5-1.75 Maka proses pemisahan akan efektif pada distribusi ukuran hingga 100 mesh C. Jika KK = 1.75-1.50 Maka proses pemisahan masih mungkin dilakukan hingga ukuran 10 mesh, tetapi sulit untuk dilakukan. D. Jika KK = 1.50-1.25

Pemisahan masih dapat dilakukan hingga ukuran ¼ inch, tetapi sulit untuk dilakukan. E. Jika KK < 1.25 Maka proses pemisahan relatif tidak dapat dilakukan, masih dapat dilakukan jika terdapat modifikasi pada perbedaan gaya gravitasi.

C. Pengolahan Data Percobaan A. Prosedur Percobaan

Feed berupa kasiterit dan kuarsa B. Data Percobaan Siapkan sampel yang berisi bijih kasiterit dan silika(300 gram),

Massa Jenis Kasiterit = 6,95 g/cm3 Massa Jenis Silika = 2,65 g/cm3 Massa Jenis air = 1 g/cm3 Massa Konsentrat = 78 gram Massa Middling = 97 gram Massa Tailing = 25 gram Massa Feed = 200

Tetapkan dan ukur variabel alat.

Atur kemiringan meja sebesar 5°. Nyalakan alat, amati gerak motion head dan gerakan meja.

A. Konsentrat

1 H 70 72 73 72 71

2 P 16 15 14 13 12

H 45 45 48 43 42

3 P 9 8 7 6 5

H 80 80 82 83 86

4 P 15 14 14 16 13

H 76 78 75 74 73

5 P 16 13 11 14 15

H 60 64 65 65 61

Masukkan umpan.

P 11 12 13 14 15

Amati gerakan partikel diatas meja serta arah gerakannya Dari analisis, hitung recovery kasiterit

Tabel 1: Hasil grain counting konsentrat Total H : 1683 Total P : 311 B. Middling

1 H 12 16 12 14 15

2 P 55 58 56 59 53

H 36 35 32 21 11

3 P 45 53 53 51 60

H 7 8 9 6 6

4 P 55 58 56 56 52

H 13 13 14 16 19

5 P H P 55 7 84 59 8 86 54 36 87 57 5 85 59 2 81

Tabel 2: Hasil grain counting middling Total H : 373 Total P : 1527

B. Persamaan yang Digunakan A. Kadar SnO2 ∑ 𝐻 × 𝜌𝐻 × 100% (∑ 𝐻 × 𝜌𝐻 ) + (∑ 𝑃 × 𝜌𝑃 ) B. Kadar SiO2 ∑ 𝑃 × 𝜌𝑃 × 100% (∑ 𝐻 × 𝜌𝐻 ) + (∑ 𝑃 × 𝜌𝑃 ) C. Metallurgical Balance 𝐹. 𝑓 = 𝐶. 𝑐 + 𝑀. 𝑚 + 𝑇. 𝑡 D. Material Balance 𝐹 = 𝐶+𝑀+ 𝑇 E. Recovery 𝐶×𝑐 𝑅= 𝐹×𝑓 Keterangan : C = Massa konsentrat c = Persen mineral berharga di konsentrat T = Massa tailing t = Persen mineral berharga di tailing F = Massa umpan f = Persen mineral berharga di feed

C. Tailing C. Perhitungan

1 H 1 5 2 3 3

2 P 14 16 17 16 19

H 3 2 4 5 1

3 P 20 19 29 30 26

H 2 6 2 3 1

4 P 15 55 56 33 23

H 6 9 6 2 6

Tabel 3: Hasil grain counting tailing Total H : 100 Total P : 681

5 P 20 22 20 26 27

H 5 3 3 9 8

P 27 41 25 60 25

Menghitung kadar dalam konsentrat Kadar SnO2 = (1683

1683 𝑥 6,95 𝑥 6,95)+(311 𝑥 2,65)

x 100%

= 93.42% Kadar SiO2 = [311

311𝑥 2,65 𝑥 2,65]+[1683 𝑥 6,95]

x 100%

= 6.58% Menghitung kadar dalam middling Kadar SnO2 = (373

373 𝑥 6,95 𝑥 6,95)+(1527 𝑥 2,65)

= 39.05%

x 100%

Kadar SiO2 = [1527

1527 𝑥 2,65 𝑥 2,65]+[373 𝑥 7]

x 100%

= 60.95% Menghitung Kadar dalam tailing Kadar SnO2 = (100

100 𝑥 6,95 𝑥 6,95)+(681 𝑥 2,65)

x 100%

= 27,8% Kadar SiO2 = [681

681 𝑥 2,65 𝑥 2,65]+[100 𝑥 6,95]

x 100%

= 72,2% Menghitung kadar dalam feed Kadar SnO2 menggunakan neraca metalurgi : F.f = C.c + M.m + T.t 200 . f = 78 . 93,42 + 97 . 39,05 + 25 . 27,8 Dengan menggunakan kalkulator didapat f = 58.85% Kadar SiO2 = 100% - 58.85% = 41.15% Menghitung Recovery SnO 𝑐

Recovery SnO2 = 𝑥 =

𝑓−𝑡

x 100%

𝑓 𝑐−𝑡 93.42 58.85−27,8 58.85

𝑥

93.42−27,8

x 100%

= 75.11% D. Analisa Hasil Percobaan Pada praktikum modul 4 ini, dipelajari proses pemisahan konsentrasi gravitasi terhadap bijih kasiteritsilika dengan menggunakan shaking table. Pertama – tama permukaan shaking table dibersihkan dengan cara menyalakan aliran air melalui selang dan ditampung dengan wadah pada masing-masing lubang. Setelah itu, bijih dituangkan pada feeder dan dibiarkan mengalir bersama air. Karena pengaruh empat gaya, yaitu gaya dorong air, gaya gravitasi, dan gaya gesek, maka bijih kasiterit dan silika akan terbagi menuju lubang konsentrat, middling, dan tailing. Silika yang berberat jenis kecil dan berukuran besar akan keluar melewati lubang tailing. Sedangkan silika yang berukuran kecil akan keluar melalui lubang middling bersama sedikit kasiterit yang berukuran besar dan memiliki berat jenis lebih besar dari silika. Sedangkan kasiterit yang berukuran kecil akan keluar melalui lubang konsentrat. Jika bijih kasiterit-silika sudah seluruhnya terpisahkan, dapat diliat dengan tidak adanya bijih yang turun menuju ketiga lubang, maka alat dapat dimatikan. Dari hasil percobaan akan ditentukan kadar dan recovery. Selain itu, praktikan juga mengamati alat-alat lain yang berada dalam laboratorium PBG, yaitu sluice box, log washer, dan dense medium separator, tanpa mengoperasikannya. Shaking table bekerja dengan dipengaruhi oleh empat gaya, yaitu gaya dorong air, gaya gravitasi, dan gaya gesek permukaan antar mineral dengan riffle. Gaya dorong air disebabkan oleh aliran air sepanjang shaking table sehingga partikel mineral akan meluncur turun dengan lebih cepat. Partikel dengan luas permukaan lebih besar atau yang berukuran lebih besar akan semakin ke kanan bawah. Hal ini disebabkan, semakin besar luas permukaan partikel tersebut, maka semakin banyak kontak yang dibuat dengan air yang mengalir ke bawah, sehingga gaya dorongnya lebih besar dan mengarah ke kanan bawah. Gaya gravitasi merupakan gaya yang menahan partikel yang memiliki

berat jenis besar untuk tidak loncat saat melewati riffle, dan partikel yang berat jenisnya lebih kecil akan loncat melewati riffle. Gaya gesek juga membantu menahan partikel yang memiliki berat jenis besar pada riffle, sedangkan partikel yang memiliki berat jenis kecil akan mengalami sedikit gaya gesek sehingga tidak cukup menahan dan lolos dari riffle. Terdapat juga variabelvariabel yang mempengaruhi proses konsentrasi shaking table antara lain, feeder, kemiringan meja, tinggi dan panjang riffle, persen solid, derajat liberasi, frekuensi head motion, amplitudo head motion. Jika feed yang dimasukkan tidak kontinu dan menumpuk, maka akan menyebabkan pemisahan tidak berjalan dengan baik dan akan ada mineral berharga yang terbuang ke tailing. Semakin miring meja, maka partikel akan semakin cepat jatuh dan menyebabkan mineral berharga terbuang ke tailing. Semakin tinggi riffle, semakin banyak yang tertahan, dan semakin panjang riffle maka semakin tinggi kadar mineral berharga dalam konsentrat. Persen solid pada setiap percobaan akan berbeda-beda sehingga tidak ada teori yang sesuai untuk diterapkan pada setiap percobaan. Semakin tinggi derajat liberasi, maka semakin tinggi kadar mineral berharga dalam konsentrat dan semakin tinggi recovery. Semakin besar frekuensi head motion maka ada kemungkinan partikel besar yang akan loncat ke bawah sehingga keluar dari lubang tailing ataupun middling. Sedangkan jika amplitudo head motion terlalu tinggi, maka partikel besar ataupun kecil akan saling loncat sehingga pemisahan tidak berjalan dengan sempurna. Dari hasil percobaan, didapat angka recovery sebesar 75.11%. Nilai recovery ini cenderung kurang baik. Hal ini dapat terjadi karena distribusi ukuran yang mungkin kurang merata. selain itu, beberapa faktor lain yang menyebabkan nilai recovery tersebut kurang baik adalah kemiringan meja yang kurang sesuai, laju pengumpanan yang tidak teratur dalam waktu yang relatif singkat. Laju air yang digunakan juga terlalu kecil sehingga pemisahan tidak terjadi secara sempurna sehingga menurunkan nilai recovery. Riffle yang sudah menipis juga menimbulakn banyak bijih berharga yang masuk dalam middling. E. Jawaban Pertanyaan dan Tugas 1.

Apakah yang menjadi prinsip kerja “Shaking Table”?

Shaking table menggunakan prinsip perbedaan berat jenis atau kecepatan laju pengendapan dengan bantuan beberapa gaya, antara lain gaya gravitasi, gaya dorong air, gaya berat pada bijih, dan gaya gesek antara mineral dengan meja. mineral yang diumpankan pada feeder akan turun mengikuti arus air dan material akan terpisah sesuai dengan prinsipnya dan seperti yang sudah tercantum pada pembahasan. 2.

Bagaimana hubungan antar slope dan size, juga antara stroke dan size?

Slope (kemiringan) meja lintasan yang akan dilalui oleh mineral haruslah memiliki kemiringan yang optimum pada praktikum ini 5° agar pada saat proses pemisahan mineral tidak terjadi masuknya mineral

berharga yang berukuran (size) kecil pada tailling dikarenakan sudut meja lintasan yang terlalu miring. Apabila ukuran bijih semakin besar dan berat jenis suatu umpan juga semakin besar maka kemiringan (slope) meja yang dibutuhkan akan semakin besar untuk memperbesar energi perpindahan material. Semakin besar ukuran dan berat jenis suatu material maka stroke yang diberikan akan semakin besar pula untuk mempercepat perpindahan material seingga dapat meningkatkan kapasitas dan begitu juga sebaliknya. 3.

Jelaskan fungsi riffle yang ada di atas meja.

Riffle menjadi salah satu variabel yang berpengaruh pada proses pemisahan mineral. Karena gerakan relative Horizontal dari motor maka partikel berat akan bergerak lebih cepat daripada material ringan dengan arah horizontal. Untuk itu perlu dipasang riffle (penghalang) untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relative dibawah. Dengan kata lain partikel yang ringan akan cenderung untuk meloncat dari riffle satu ke riffle lainnya dibanding partikel yang berat yang hanya akan menggelinding searah dengan riffle tersebut F. Kesimpulan  Dasar-dasar pemisahan Konesntrasi adalah tahap proses pemisahan mineral berharga dari pengotornya yang memanfaatkan sifat kimia-fisika permukaan mineral. Konsentrasi juga biasa

SnO2 dan SiO2, 27,8% dan 72,2%. Dihitung juga kadar dalam feed, unutk SnO2 58.85% dan SiO2 41.15%. Serta didapat nilai recovery sebesar 75.11%.

G. Daftar Pustaka Sanwani, Edy. Handout Kuliah Pengolahan Mineral Bab VIII Konsentrasi Gravitasi Wills, Barry A. 2006. Will’s Mineral Processing Technology: An Introduction to The Practical Aspects of Ore Treatment and Mineral Recovery Seventh Edition. Oxford: Elsevier. Bab 10 Gravity Concentration Gupta, A. dan Yan, D.S. 2006. Introduction to Mineral Processing Design and Operation. Perth, Australia.

H. Lampiran

Gambar 5: shaking table

disebut sebagai proses peningkatan kadar.





Konsentrasi Gravitasi merupakan proses pemisahan mineral berdasarkan berat jenisnya dalam suatu medium fluida dengan menggunakan perbedaan kecepatan pengendapan. Berdasarkan gerakan fluidanya, terdapat tiga cara pemisahan secara gravitasi, yaitu fluida tenang, gerak fluida horizontal dan aliran fluida vertikal. Salah satu metode konsentrasi gravitasi adalah tabling. Tabling merupakan salah satu metode untuk memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya menggunakan alat yang bernama shaking table. Prinsip kerja dari alat ini adalah menggunakan perbedaan berat jenis dengan aliran fluida tipis yang terdapat turbulensi dan memanfaatkan gaya gravitasi. Terdapat beberapa variabel yang memengaruhi hasil pemisahan antara lain kemiringan meja, riffle, laju aliran air, mekanisme head motion, cara pengumpanan (feeding), amplitudo/frekuensi head motion, persen solid umpan, densitas bijih, derajat liberasi., dan lain-lain. Pada praktikum kali ini didapatkan hasil-hasil perhitungan kadar atau komposisi tiap mineral di setiap jenis keluaran (konsentrat, middling, tailing). Pada konsentrat, kadar dari SnO2 dan SiO2 masingmasing 93.42% dan 6.58%. Lalu pada middling diperoleh kadar SnO2 dan SiO2 masing-masing 39.05% dan 60.95%. Pada tailing didapat kadar

Gambar 6: Pengumpanan pada shaking table

Gambar 7: Heavy Medium Separation

Gambar 11: Shaking table skala industri Gambar 8: Bijih kasiterit-silika yang digunakan pada percobaan

Gambar 12: Sluice box skala industri Gambar 9: Sluice box di Laboratorium PBG ITB

Gambar 13: Log washer skala industri

Gambar 10: Log washer di Laboratorium PBG ITB

Gambar 14: Dense Medium Separator skala industri