Pbg Laporan Modul 6 - Humprey Spiral.docx

Laporan Modul 6, MG3017 Humphrey Spiral Rahmi Putri Utami (12112048) / Kelompok 12 / Hari Jumat, 6 Maret 2015 Asisten : Tomy Prasetya (12511031) Abstrak – praktikum modul 6 – Pada modul humphrey spiral ini, akan dilakukan pemisahan mineral dengan menggunakan alat humphrey spiral yang bekerja berdasarkan perbedaan specific gravity mineral. Akan dilakukan percobaan dengan menggunakan bijih yang akan dipisahkan dari silika. Tujuan dari modul ini adalah untuk mempelajari prinsip kerja alat humphrey spiral dan juga mekanisme pemisahannya, serta mempelajari operating variable alat serta pengaruhnya pada hasil pemisahan. Pada proses pemisahan dengan menggunakan humphrey spiral, mineral yang akan dipisahkan dijadikan pulp terlebih dahulu. Humphrey spiral itu sendiri adalah alat yang digunakan untuk proses konsentrasi, yang memisahkan mineral berdasarkan specific gravity atau densitasnya. Pada alat humphrey spiral, hasil dari pemisahan terdiri dari konsentrat, middling, dan tailing. A. Tinjauan Pustaka Humphrey Spiral merupakan alat yang digunakan untuk proses pemisahan mineral berdasarkan prinsip perbedaan berat jenisnya. Media konsentrasi yang digunakan adalah air, karena itu sebelum umpan dimasukkan dalam feeder, umpan harus dijadikan bentuk pulp terlebih dahulu. Dalam pemisahan menggunakan humphrey spiral ini, pulp harus tetap dipertahankan agar persen solid memiliki range besaran yang tetap di antara 20% - 30%. Metode pemisahan ini teramasuk ke dalam gravity concentration. Prinsip kerja dari alat ini adalah umpan dimasukkan ke dalam kotak penampung umpan. Kemudian dengan menggunakan pompa air, pulp umpan dipompa ke atas spiral. Pulp umpan akan terlebih dahulu melewati Hydrocyclone. Pada Hydrocyclone umpan dipisahkan menjadi mineral berat dan mineral ringan. Mineral berat akan keluar dari Hydrocylone melalui pipa bagian bawah, sedangkan mineral ringan keluar dari pipa bagian atas. Umpan memasuki saluran spiral dalam bentuk campuran yang hampir homogen. Ketika larutan air beserta umpan mengalir mengelilingi jalur spiral, pemisahan terjadi pada bidang vertikal. Pemisahan biasanya terjadi sebagai hasil perpaduan dari Hindered Settling dan Interstitial Trickling. Gaya Bagnol juga memberikan kontribusi yang besar. Hasilnya adalah partikel-partikel yang berat akan mengalir pada daerah dengan kecepatan rendah, pada sisi dalam dari bidang spiral, sedangkan partikel-partikel yang ringan akan mengalir pada daerah dengan kecepatan tinggi, pada sisi luar bidang spiral.

Pada daerah berkecepatan rendah diletakkan splitter, yaitu lubang yang didesain dan berfungsi untuk menampung mineral berat atau dalam hal ini adalah mineral berharga. Konfigurasi dan letak (posisi) dari splitter dapat diatur sesuai dengan konsentrat yang akan dihasilkan. Hasil akhir yang didapat pada pemisahan dengan menggunakan metode Humphrey spiral adalah konsentrat, midling dan tailing.

Gambar pemisahan pada Humphrey Spiral Gaya-gaya yang bekerja pada alat Humphrey Spiral yaitu:  Gaya gravitasi  Gaya gesek  Gaya Sentrifugal  Gaya dorong air Proses pemisahan pada alat Humphrey Spiral dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel yang ringan dan halus akan berada di atas. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya tersebut. Variabel alat Humphrey Spiral yaitu:  Tipe spiral  Jumlah lingkaran spiral  Penampang melintang helix (kemiringan)  Diameter spiral  Posisi spliter  Ketinggian spiral  Bahan spiral  Permukaan spiral Variabel operasi pada alat Humphrey Spiral yaitu: Jumlah lingkaran spiral  Konfigurasi spiral  Kecepatan aliran air

   

Bentuk partikel Ukuran butir partikel Perbedaan densitas partikel Laju pengumpanan

Masukkan umpan ke dalam tangki. Atur posisi splitter pada alat sehingga terjadi pemisahan yang baik.

Pada ujung bidang spiral, jika partikel yang lewat disana terlalu besar maka akan terjadi binding pada ujung bidang yang terdapat bidang splitter tersebut. Karena partikel yang bisa masuk splitter adalah partikel berukuran 10-200 mesh jika lebih besar partikel akan tertahan sebelum masuk splitter.

Ambil hasil pada splitter dan analisa kadarnya.

Data percobaan: 1.

Feed (berat total = 25 g) I II

Gambar skematik Humphrey Spiral 3.

IV

V

H

P

H

P

H

P

H

P

H

P

I

11

11

4

2

3

1

3

2

1

2

II

6 2 4

5

4

2

4

1

1

1

2

2

11

3

0

3

1

1

0

0

0

III 2.

III

Konsentrat (berat total = 18,6g) I II III

IV

V

H

P

H

P

H

P

H

P

H

P

I

2

5

3

0

4

2

7

5

1

2

II

7

2

4

1

1

1

0

0

3

3

III

3

9

3

1

1

2

4

3

0

0

Tailing (berat total = 4,7g) I

II

III

IV

V

H

P

H

P

H

P

H

P

H

P

I

3

3

1

2

1

2

0

1

3

0

II

5

4

0

2

2

2

2

4

1

2

III

2

4

1

3

2

1

0

2

0

1

Digunakan mineral kasiterit (SnO2) atau H dan silika (SiO2) atau P. C. Pengolahan Data Percobaan Diketahui: Gambar Humphrey Spiral B. Percobaan dan Data Percobaan Prosedur percobaan yang dilakukan: Campurkan 15g kasiterit dengan 10g SiO2

3

ρSn O =6.95 g /cm 2

ρSi O =2.648 g /cm 3 2

Untuk menghitung derajat liberasi, digunakan: Derajat liberasi kasiterit:

Lakukan sampling sebelum mineral dimasukkan ke alat Isi tangki penuh dengan air, jalankan pompa. Amati aliran air pada spiral. Aliran air diatur kontinyu.

DL=

∑ H x 100 ∑ H +∑ P

Derajat liberasi silika:

DL=

∑ P x 100 ∑ H +∑ P

DL kasiterit =

23 x 100 23+33

DL kasiterit = 41,071% Untuk menghitung kadar, digunakan:

DL silika=

Kadar kasiterit:

Kadar=

ρ SnO × ∑ H 2

ρSi O × ∑ P+ ρSn O × ∑ H 2

× 100

DL silika = 58,929%

2

Kadar= Kadar silika:

Kadar=

ρSi O × ∑ P 2

ρ Si O × ∑ P+ ρSn O × ∑ H 2

× 100

33 x 100 23+33

6.95 × 98 ×100 2.648 × 166+6.95 ×98

Kadar kasiterit = 64,655%

Kadar=

2

2.648 ×166 ×100 2.648 × 166+6.95 ×98

Kadar silika = 35,345%

Feed:

DL kasiterit =

70 x 100 70+ 41

Recovery :

R=

Cxc x 100 Fxf

R=

18,6 x 75,816 x 100 25 x 81,755

DL kasiterit = 63,063%

DL silika=

41 x 100 70+ 41

DL silika = 36,937%

Kadar=

6.95 ×70 × 100 2.648 × 41+6.95 ×70

Kadar kasiterit = 81,755%

Kadar=

2.648 × 41 × 100 2.648 × 41+6.95 ×70

Kadar silika = 18,245%

R = 68,9953%

RoC=

F C

RoC=

25 18,6

RoC=¿

Konsentrat:

1,344

43 DL kasiterit = x 100 43+36

DL kasiterit = 54,43%

DL silika=

Tailing+ Konsentrat x 100 F eed

Efisiensi alat=

4,7+ 18,6 x 100 25

36 x 100 43+36

DL silika = 45,57%

Kadar=

Efisiensi alat=

6.95 ×166 ×100 2.648 × 48+6.95 ×166

Efisiensi alat=93,2

Kadar kasiterit = 75,816%

2.648 × 48 Kadar= ×100 2.648 × 48+6.95 ×166 Kadar silika = 24,184%

Tailing:

D. Analisa Hasil Percobaan Pada alat humphrey spiral, hasil akhir pemisahan adalah konsentrat, middling, dan tailing. Setelah dilakukan percobaan, hasil akhir ditampung dan dilakukan grain counting. Setelah grain counting, didapatkan hasil dan dilakukan perhitungan terhadap derajat liberasi dan kadar. Setelah dilakukan

perhitungan, didapatkan derajat liberasi dan kadar dari masing-masing mineral yang digunakan, yaitu kasiterit (SnO2) dan silika (SiO2) pada konsentrat, middling, dan tailing.

2.

Gaya-gaya yang bekerja pada partikel mineral yang menyebabkan terjadinya pemisahan yaitu:  Gaya sentrifugal Gaya sentrifugal ini bekerja memisahkan mineral berharga dari pengotornya berdasarkan perbedaan densitas mineralnya, dimana mineral dengan densitas lebih besar akan terlempar mendekati sisi dalam bidang spiral, sedangkan yang memiliki densitas lebih kecil akan terlempar ke sisi luar bidang spiral.  Gaya gesek Gaya gesek dapat terjadi di antara partikel mineral yang satu dengan yang lainnya, atau pun antara partikel dengan permukaan spiral. Gaya gesek yang terjadi dapat melenpar mineral ke sisi dalam spiral jika gaya geseknya lebih besar dibandingkan gaya sentrifugal, sedangkan jika gaya geseknya lebih kecil, maka partikel akan terlempar ke sisi luar spiral.  Gaya gravitasi Gaya gravitasi ini yang menyebabkan air mengalir ke bawah dan juga menyebabkan partikel bergerak ke bawah, selain dari gaya dorong air.  Gaya dorong air Gaya dorong air membawa partikel mengalir mengikuti jalur dari spiral. Gaya dorong air berasal dari aliran air itu sendiri yang berasal dari pompa dan mengalir pada jalur spiral.

3.

Fungsi hydrocyclon yang ada pada alat dan pengaruhnya adalah membawa material bersama air naik ke atas pada puncak spiral dan menjaga agar aliran air tidak turbulen pada waktu masuk spiral. Dengan begitu, %solid dari pulp akan terjaga, tidak berubah, dan mengalir secara kontinyu. Pengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen. Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk menciptakan keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik. Dengan kata lain jika jumlah lingkaran spiral semakin banyak, maka pemisahan akan memiliki hasil yang lebih baik dibandingkan dengan jumlah lingkaran spiral yang lebih sedikit.

4.

Pengaruh faktor berikut terhadap efisiensi pemisahan:  Laju pengumpanan Jika laju pengumpanan terlalu besar, maka pemisahan tidak akan berlangsung dengan baik, karena mineral akan bertumpuk dan gaya-gaya yang bekerja pada alat tidak akan berlangsung dengan baik. Jika laju pengumpanan terlalu besar tidak akan terjadi stratifikasi pada permukaan spiral karena terjadinya penumpukkan partikel mineral

Setelah dilakukan perhitungan, didapatkan berat awal umpan adalah 300 gram. Sedangkan total dari hasil akhir, yaitu total dari konsentrat, middling, dan tailing hanya mencapai 284 gram. Terdapat loss pada alat. Hal ini dapat terjadi karena mungkin terdapat sebagian mineral yang masih tertinggal pada wadah baik wadah umpan atau wadah hasil akhir, adanya kesalahan dalam penimbangan, atau juga terdapat mineral yang masih tertinggal di spiral. Jika laju alir air terlalu kecil, umpan dapat saja tertinggal di spiral dan tidak terbawa oleh aliran air. Didapatkan recovery dari kasiterit adalah 66.4418 %. Hal ini menunjukkan bahwa hasil dari proses konsentrasi alat Humphrey Spiral ini kurang baik. Recovery -nya hanya mencapai 66.4418%, walaupun efisiensi alat mencapai 94.6667 %. Recovery yang kecil pada efisiensi alat yang besar menunjukkan bahwa pemisahan partikel mineral tidak berlangsung dengan baik, walaupun hampir semua mineral masih dapat melewati proses dengan baik seperti yang ditunjukkan oleh efisiensi alat. Adapun gaya-gaya yang bekerja pada alat humphrey spiral yang menyebabkan mineral berharga terpisah dari pengotornya adalah gaya gravitasi, gaya gesek, gaya sentrifugal, dan juga gaya dorong air. Sedangkan variable-variable operasi dan alat yang dapat menyebabkan perbedaan yaitu:  Tipe spiral  Jumlah lingkaran spiral  Penampang melintang helix (kemiringan)  Diameter spiral  Posisi spliter  Ketinggian spiral  Bahan spiral  Permukaan spiral Variabel Operasi:  Jumlah lingkaran spiral  Konfigurasi spiral  Kecepatan aliran air  Bentuk partikel  Ukuran butir partikel  Perbedaan densitas partikel  Laju pengumpanan E. Jawaban Pertanyaan dan Tugas 1. bijih yang umum diolah dengan humphrey spiral adalah bijih yang memiliki perbedaan densitas yang cukup besar antara mineral yang berharga dengan mineral pengotornya. Contohnya adalah bijih besi, kromit, kasiterit, zircon, rutile, monazite, dan batubara.





yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. Tetapi jika laju pengumpanan terlalu kecil, walaupun pemisahan akan berlangsung dengan baik, tidak akan efisien karena banyak air yang terbuang. Selang ukuran umpan Selang ukuran umpan yang ideal adalah -35# +48# (0,015 mm - 0,8 mm). Jika terlalu kecil dapat menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi stratifikasi pada lapisan di atas fluida. Jika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk melakukan pemisahan. Selain itu, jika selang ukuran umpan terlalu jauh berbeda, sehingga ukuran partikel tidak homogen, pemisahan tidak akan berlangsung dengan baik. %solid umpan Idealnya persen solid pada umpan adalah 15%. Pengaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pemompaan, sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis.

F. Kesimpulan Humphrey Spiral merupakan alat yang digunakan untuk proses pemisahan mineral berdasarkan prinsip perbedaan berat jenisnya. Media konsentrasi yang digunakan adalah air. Prinsip kerja dari alat Humphrey Spiral ini adalah pulp umpan dengan %solid tertentu dialirkan pada alat, lalu akan terbawa oleh aliran air pada spiral. Berdasarkan gaya sentrifugal, gaya gesek, gaya gravitasi, dan gaya dorong air yang bekerja pada alat, maka mineral yang berat akan terpisahkan dari mineral yang ringan. Mineral berat akan berada pada bagian dalam spiral, sedangkan mineral yang ringan

akan berada pada sisi luar spiral. Pada bagian bawah spiral, terdapat splitter yang akan memisahkan mineral menjadi konsentrat, middling, dan tailing. Adapun variabel alat Humphrey Spiral yaitu:  Tipe spiral  Jumlah lingkaran spiral  Penampang melintang helix (kemiringan)  Diameter spiral  Posisi spliter  Ketinggian spiral  Bahan spiral  Permukaan spiral Dan variabel operasi pada alat Humphrey Spiral yaitu: Jumlah lingkaran spiral  Konfigurasi spiral  Kecepatan aliran air  Bentuk partikel  Ukuran butir partikel  Perbedaan densitas partikel  Laju pengumpanan G. Daftar Pustaka  Wills, Barry A.1992. Mineral Processing Technology 5th edition.Pergamon Press : Canada.  Kelly, Errol G..1982.Introduction to Mineral Processing.AWiley-Interscience Publication:Canada.  http://www.outotec.com/files/Technology/Docum ents/Physical%20Separation/Technical %20Papers/HINDSETIMPROVEGRAVITY.pdf H. Lampiran Foto Alat Humprey Spiral di Laboratorium Pengolahan Bahan Galian