Pendahuluan PBG

BAB I
PENDAHULUAN


Bahan Galian digunakan sebagai salah satu baku dalam suatu industri, dengan persyaratan tertentu. Untuk itu harus dilakukan pengolahan sebelum dipergunakan.

A. Macam Bahan Galian
Bahan galian menurut pemanfaatannya dikelompokkan atas :
1. Bahan Galian Logam/Bijih/Ore
Dari pengolahan dapat diambil dan dimanfaatkan logamnya, seperti timah putih, besi, tembaga, nikel, emas, perak, dll.
Pengolahan tahap pertama biasanya disebut dengan Ore Dressing karena yang diolah adalah ore/bijih, disebut juga Mineral Processing karena hasil dari proses masih berupa mineral, dan disebut juga sebagai Unit Operation karena proses ini berdasarkan sifat mineralnya.

2. Bahan Galian Energi
Merupakan bahan galian yang dimanfaatkan untuk energi, seperti minyak bumi dan batubara. Agar batubara dapat memenuhi kriteria pasar maka harus dilakukan pengolahan dengan pencucian.
3. Bahan Galian Industri
Merupakan bahan galian yang dimanfaatkan untuk industri, seperti : Asbes, aspal, bentonit, batugamping, batupasir dll. Untuk pengolahan dilakukan peremukan, penggilingan , pengayakan maupun klasifikasi. Untuk pengotor bersifat logam dilakukan dengan Flotasi atau Magnetic Separator.

B. Definisi Pengolahan Bahan Galian
Pengolahan Bahan Galian merupakan proses pemisahan mineral berharga dari mineral tidak berharga (gangue), yang dilakukan secara mekanis, menghasilkanproduk yang kaya mineral berharga (konsentrat) dan produk yang mineralnya berkadar rendah (tailing). Proses pemisahan ini didasarkan atas sifat fisik mineral maupun sifat kimia fisika permukaan mineral dan diupayakan menguntungkan.
Keuntungan dari Pengolahan Bahan Galian adalah :
1. Secara Ekonomis
a. Mengurangi ongkos angkut tiap ton logam dari lokasi penambangan ke pabrik pengolahan, karena sebagian mineral tidak berharga (waste mineral) telah terbuang selama proses pengolahan dan kadar bijih sudah ditingkatkan.
b. Mengurangi jumlah Flux yang ditambahkan dalam peleburan serta mengurangi metal yang hilang bersama Slag.
c. Mengurangi biaya peleburan tiap ton logam yang dihasilkan, sebab dalam peleburan tonase logan yang dihasilkan lebih banyak (dalam waktu yang sama) bila dibandingkan dengan peleburan tanpa diawali dengan Pengolahan Bahan Galian.
2. Secara Teknis
a. Pengolahan Bahan Galian akan menghasilkan konsentrat yang mempunyai kadar mineral berharga relatif tinggi, sehingga lebih memudahkan untuk mengambil metalnya.
b. Ada kemungkinan konsentratnya mengandung lebih dari satu mineral berharga, maka ada kemungkinan dapat diambil logam yang lain sebagai hasil sampingan.

C. Studi Bahan Baku
Proses Pengolahan Bahan Galian merupaka jembatan antara penambangan dengan eksstaksi logam (metallurgi ekstraksi). Karena Pengolahan Bahan Galian mendasarkan atas sifat fisik mineral, maka informasi mengenai mineral yang terkandung dalam bahan galian sangan diperlukan, misalnya :
1. Macam dan komposisi mineral dalam bahan galian
2. Kadar masing-masing mineral
3. Besar kecilnya ukuran (distribusi ukuran)
4. Derajat liberasi (kebebasan) dari mineral
Derajat Liberasi adalah perbandingan antara mineral yang terliberasi sempurana dengan jumlah mineral yang sama keseluruhan.
5. Sifat fisik mineral, antara lain :
a. Hardness (kekerasan), Structure dan Fracture
Sifat ini diperlukan dalam menentukan alat penghancur
b. Ikatan mineral dan besar kecilnya kristal
Berkaitan dengan derajat liberasi. Semakin tinggi derajat liberasi akan semakin sempurna proses pengolahan
c. Warna dan Kilap
Berkaitan dengan proses pengolahan secara hand sortng/hand picking, yaitu pemisahan yang dilakukan secara manual (tangan biasa)
d. Spesific Grafity (SG)
Berkaitan dengan pengolahan konsentrasi gravitasi
e. Magnetic Suceptibility (sifat kemagnetan)
Berkaitan dengan pengolahan Magnetic Separator
f. Electro Conductivity (daya hantar listrik)
Berkaitan dengan pengolahan Electristatic Separation atau High Tension Separation
g. Sifat permukaan (senang tidaknya terhadap udara)
Berkaitan dengan pengolahan Flotasi

D. Tahapan Pengolahan Bahan Galian
Dalam kegiatan Pengolahan Bahan Galian terdapat beberapa tahap yang dilakukan, yaitu :
1. Preparasi
a. Kominusi
Adalah proses meredksi ukuran butir sehingga menjadi lebih kecil dari ukuran semula. Hal ini dapat dilakukan dengan crushing (peremukan) untuk proses kering, sedangkan grinding (penggilingan) digunakan untuk proses basah dan kering. Selain untuk mereduksi ukuran butir, kominusi juga untuk meliberasi bijih, yaitu proses melepaskan mineral bijih dari ikatannya yang merupakan gangue mineral. Alat yang digunakan dalam proses ini adalah crusher dan grinding mill.
b. Sizing
Merupakan pengelompokan mineral yang dilakikan dengan cara :
- Screening
Adalah pemisahan butir mineral berdasarkan lubang ayakan sehingga hasilnya seragam. Alat yang digunakan disebut screen
- Classsfying
Adalah pemisahan butir mineral yang mendasarkan pada kecepatan jatuhnya material dalam suatu media (air atau udara) sehingga hasilnya tidak seragam. Alat yang dipergunakan adalah classifier. Kecepatan jatuh mineral dipengaruhi oleh ; SG, volume dan bentuk mineral.
2. Konsentrasi
Merupakan proses pemisahan antara mineral berharga dengan mineral tidak berharga sehingga didapat kadar yang lebih tinggi dan menguntungkan. Ada beberapa cara pemisahan yang mendasarkan sifat fisik mineral, diantaranya adalah :
a. Warna, Kilap, Bentuk Kristal
Konsentrasi yang dilakukan dengan tangan biasa (hand picking)
b. Spesific Gravity (Gravity Concentration)
adalah konsentrasi berdasarkan berat jenis material. Oleh karena itu untuk mengetahui berhasil atau tidaknya proses konsentrasi gravimetri, harus di cek harga kriteria konsentrasinya.

Kriteria Konsentrasi (KK)= (SG mineral berat- SG media)/(SG mineral ringan - SG Media

Bila KK > 2,5 atau harganya negatif, maka antar mineral berat dengan mineral ringan dalam bahan galian mudah untuk dipisahkan secara konsentrasi gravimetri.
Bila KK = 1,75, maka pemisahan dapat berjalan baik manakala ukuran butirnya 60# - 100#
Bila KK = 1,50, agak sulit dipisahkan, namum dapat dilakukan pemisahan bila ukurannya 10#
Bila KK <= 1,0, maka minerl sulit dilakukan pemisahan dengan konsentrasi gravimetri.
Gravimetri concentration ada tiga macam, yaitu :
- Flowing Film Concentration
Merupakan proses konsentrasi berdasarkan berat jenisnya melalui aliran fluida yang tipis. Alat yang dipergunakan adalah :
- Shaking Table (meja goyang)
- Humphrey Spiral
- Sluice Box (palong)
- Log Washer
Gaya-gaya yang berpengaruh dalam flowing film concentration adalah :
- Gaya gesek antara partikel dengan dasar alat
- Gaya dorong air terhadap partikel
- Gaya gravitasi
- Gaya sentripetal
- Vertical Flowing Concentration (aliran air vertikal)
Merupakan proses konsentrasi mendasarkan pada aliran air ke atas. Pemisahan pada jig terjadi karena perbedaan SG, yang mana tiap mineral akan mengalami tiga peristiwa, yaitu ; hindered settling, differential acceleration dan consolidation trickling. Agar proses pemisahan continue diperlukan adanya suction dan pulsion, dimana pada waktu terjadi suction diperlukan under water agar besarnya suction tereliminir.
Jig dibagi beberapa macam, yaitu :
- berdasarkan atas screen/sieve, movable sieve jig dan fixed sieve jig
- berdasarkan penimbul suction dan pulsion, plunger, diaphragma, pulsator dan air pulsator
- SG Heavy Media Density
Adalah pemisahan berdasarkan SG cairan media dan SG mineral. Sebagai media adalah cairan berat yang pada umumnya tidak bereaksi langsung dengan material yang akan dipisahkan. Ada dua proses, yaitu heavy media separation dan heavy liquid separation.
Media heavy media separation berupa suspensi atau pseudo liquid yang merupakan campuran antara :
- magnetic (SG = 5,1) dan air (H2O)
- ferro silicon (SG = 6,7 – 6,9) dengan komposisi 82% Fe dan 1,5% Si
Media heavy liwuid separation adalah cairan dengan berat jenis yang besarnya kecil, biasanya cairan organik.
- tetra bromethane (C2H2Br4) SG = 2,96
- ethylene dibromide (C2H4Br2) SG = 2,17
c. Magnetic Susceptibility (sifat kemagnetan)
Setiap mineral mempunyai sifat kemagnitan yang berbeda, yaitu ada yang kuat, lemah bahkan ada yang tidak sama sekali tertarik oleh magnet. Berdasarkan sifat kemagnetan yang berbeda-beda itulah mineral dapat dipisahkan dengan alat yang disebut magnetic separator. Alat ini bekerja berdasarkan pada kuat lemahnya mineral tersebut tertarik oleh magnet sehingga dapat terpisah antara mineral magnetik dan non magnetik. Pemisahan dapat dilakukan dalam keadaan kering atau basah.
d. Electric Conductivity (daya hantar listrik)
Mineral memiliki sifat konduktor dan non konduktor. Untuk memisahkan mineral jenis ini digunakan alat yang disebut high tension separator atau electrostatic separator dan hasilnya berupa mineral konduktor dan non konduktor. Proses selalu dalam keadaan kering.
e. Sifat permukaan mineral
Permukaan mineral ada yang bersifat senang dan tidak senang terhadap gelembung udara. Mineral yang senang terhadap udara akan menempel pada gelembung udara sedangkan mineral yang senagn terhadap air tidak akan menempel pada gelembung udara. Untuk mengubah agar mineral yang senang terhadap air menjadi senang terhadap udara diperlukan suatu reagent kimia. Biasanya ada tiga reagent kimia yang ditambahkan, yaitu ; collector, modifier dan frother. Reagent ini hanya menyelimuti permukaan mineral itu saja (tidak bereaksi dengan mineral). Dengan memberikan gelembung udara maka mineral akan terpisah, sehingga antara mineral yang dikehendaki dengan yang tidak dikehendaki dapat dipisahkan. Proses pemisahan semacam ini disebut flotasi.
3. Dewatering
Merupakan proses pemisahan antara cairan dengan padatan. Proses ini tidak dapat dilakukan sekaligus tetapi harus secara bertahap, yaitu dengan cara :
a. Thickening
Yaitu proses pemisahan antara padatan dengan cairan yang mendasarkan atas kecepatan mengendap partikel atau mineral tersebut dalam suatu pulp. Alat yang digunakan adalah thickener, yang mana alat ini mencapai % solid sebesar 50% (solid factor = 1)
b. Filtrasi
Adalah proses pemisahan antara padatan dengan cairan dengan cara menyaring (dengan filter) sehingga didapatkan solid factor sama dengan empat (persen solid = 80%)
c. Drying
Adalah proses penghilangan air dari padatan dengan cara pemanasan sehingga padatan benar-benar bebas dari cairan (% solid = 100%)

E. Material Balance dan Metallurgical Balance
MaterialBalance adalah suatu neraca kesetimbangan pada Pengolahan Bahan Galian dimana jumlah partikel umpan yang masuk dalam alat pengolahan hasilnya sama dengan jumlah material yang keluar.
F = C + T
Keterangan :
F = Berat material umpan/Feed (ton)
C = Berat konsentrat (ton)
T = Berat tailing (ton)

Metallurgical Balance adalah neraca kesetimbangan material bijih dimana berat bijih umpan yang masuk dengan kadarnya akan sama dengan produk dengan kadarnya.
Ff = Cc + Tt
Keterangan :
Ff = Kadar umpan (%)
Cc = Kadar konsentrat (%)
Tt = Kadar tailing (%)

1. Nisbah Konsentrasi

Adalah perbandingan berat feed dengan berat konsentrat.
K = F/C

K = (C-t)/(F-t)

Berasal dari :
Ff = Cc + Tt
Ft = Ct + Tt

F(f-t) = C (c-t)
F/C = (c-t)/(f-t)

2. Angka Perolehan (% Recovery)
Adalah perbandingan antara logam berharga dalam konsentrat dengan berat logam berharga dalam umpan yang dinyatakan dalam persen (%).

R = (Cc/Ff)x100%

R = (cx(f-t)/fx(c-t))x100%

R = cC/fF = c1/fK = (cx(f-t)/fx(c-t)