Magnetik Separator

  • Published on
    05-Aug-2015

  • View
    897

  • Download
    12

Embed Size (px)

DESCRIPTION

Pemisahan Mineral dengan menggunakan magnetik separator

Transcript

<p>1</p> <p>BAB I PENDAHULUAN</p> <p>1.1</p> <p>Latar Belakang Bahan mentah untuk pembuatan bahan, tidak dapat diperoleh dari alam</p> <p>dengan jumlah tak terbatas. Pemakaian yang kian meningkat, memaksa orang untuk berhemat dan sedapat mungkin memanfaatkan kembali barang bekas (terutama logam). Dalam proses praolahan, Sebelum bijih mengalami proses metalurgi ekstraksi secara hidrometalurgi, pirometalurgi, ataupun elektrometalurgi bijih akan mangalami suatu pengolahan awal yang terdiri dari : 1. Kominusi (pengecilan ukuran) 2. Sizing dan clasification (pemisahan dan pengelompokkan mineral dengan melihat dari ukuran mineral tersebut) 3. Konsentrasi (pemisahan mineral melalui sifat fisik mineral, misalnya berat jenis, konduktivitas, kemagnetan serta sifat permukaan). Tanpa mengalami proses preparasi maka bongkahanbongkahan bijih yang merupakan hasil penambangan tidak mungkin langsung dapat digunakan dalam proses metalurgi ekstraksi. Jika hal itu dilakukan maka efisiensi dari proses metalurgi ekstraksi itu sendiri akan rendah bahkan akan menyebabkan kerugian yang cukup besar. Pada proses preparasi bijih akan dilakukan proses penyesuaian, mulai dari ukuran sampai dengan konsentrasi atau kandungan bijih itu sendiri. Hasil dari proses tersebut adalah konsentrat, sedangkan pengotornya disebut tailing. Salah satu alat yang digunakan dalam proses pemisahan mineral berharga dengan pengotornya berdasarkan sifat kemagnetan yaitu Magnetic Separator. Metode Magnetic Separation ini telah digunakan lebih dari 200 tahun dalam proses konsentrasi bijih besi dan masih digunakan hingga saat ini. Berbagai macam peralatan pemisahan magnetik telah banyak digunakan sejak awal dan hingga sekarang telah banyak perkembangan dan perbaikan dalam peralatannya Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa 1</p> <p>2</p> <p>untuk dapat meningkatkan kadar besi yang tinggi. Pada saat ini hampir 90% dari proses konsentrasi besi menggunakan metode pemisahan magnetik. Proses konsentrasi Bijih besi lebih banyak dilakukan oleh Magnetic Separator karena besi merupakan unsur yang sifat kemagnetannya sangat baik, sehingga lebih efisien untuk dikonsentrasi dengan menggunakan metode ini.</p> <p>1.2</p> <p>Tujuan Percobaan Adapun tujuan dari praktikum ini yaitu Melakukan proses pemisahan</p> <p>mineral berdasarkan sifat kemagnetannya dengan menggunakan alat Magnetic Separator.</p> <p>1.3</p> <p>Batasan Masalah Dalam percobaan Magnetic Separator, proses pemisahan mineral berkisar</p> <p>pada pencampuran pasir besi dan pasir kwarsa dengan alat Magnetic Separator. Tegangan rotornya 8, 9 dan 10 volt dengan feed yang dipakai 60 gram.</p> <p>1.4</p> <p>Sistematika Penulisan Sistematika penulisan pada laporan ini terdiri dari lima bab. Bab I</p> <p>menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah, dan sistematika penulisan. Bab II menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi mengenai teori singkat untuk mendukung sebuah percobaan yang telah dilakukan. Bab III menjelaskan mengenai metode percobaan, yang berupa diagram alir, alat &amp; bahan, serta prosedur percobaan. Bab IV menjelaskan mengenai data-data percobaan yang telah dicatat saat melakukan praktikum, baik berupa tabel ataupun grafik. Serta menjelaskan mengenai pembahasan yang telah dihitung. Dan bab V menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan yang telah dilakukan.</p> <p>Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa</p> <p>3</p> <p>BAB II TINJAUAN PUSTAKA</p> <p>2.1 Bijih Besi Bijih besi merupakan bahan baku utama dalam pembuatan bijih besi dan baja. Indonesia memiliki potensi sumber daya bijih besi yang cukup besar yang selama ini belum dimanfaatkan secara optimal. Hal ini terjadi dikarenakan adanya berbagai kendala, baik secara teknis maupun kendala secara non-teknis. Diantaranya adalah rendahnya kandungan kadar besi (Fe) yang dimiliki oleh bahan baku bijih dalam negeri yaitu, 35-59 % dengan pengotornya antara lain Al2O3, CaO, SiO2 serta pengotor utamanya titanium oksida yang kadarnya hingga 14%.[Distamben Jabar,2007] Bijih besi merupakan campuran mineral yang mengandung besi berupa mineral hematite, magnetite, goethite dan limonite dengan mineral pengotor seperti silica. Antara mineral pengotor dan mineral besinya terdapat perbedaan sifat kemagnetan yang cukup signifikan. Dalam keadaan seperti ini, untuk memisahkan mineral besi dengan mineral pengotornya yang sekaligus meningkatkan kandungan besinya dapat dilakukan pemisahan melalui pemisahan berdasarkan sifat magnetiknya. Sebelum dilakukan konsentrasi bijih besi diklasifikasikan berdasrkan ukurannya pada tahap classification dengan menggunakan screen maupun classifier. Pada tahap konsentrasi, peningkatan kadar mineral dapat dilakukan berdasarkan sifat-sifat dari mineral tersebut, seperti berat jenis, sifat kelistrikan dan sifat kemagnetan serta sifat mampu basahnya. Oleh karena itu proses konsentrasi dibedakan berdasarkan sifat tersebut menjadi empat macam yaitu 1. Gravity Concentration, yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenisnya. Alatnya antara lain heavy medium separator, jig concentration, sluice box, humprey spiral, dan shaking table. 2. Magnetic Separation, yaitu pemisahan mineral berdasarkan daya tarik mineral dalam medan magnet. Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa 3</p> <p>4</p> <p>3.</p> <p>Electrostatic Separation merupakan metode pemisahan berdasarkan sifat konduktivitas mineral terhadap medan listrik.</p> <p>4.</p> <p>Floation atau pengapungan merupakan metode pemisahan berdasarkan sifat mampu basah permukaan.</p> <p>Konsentrasi secara magnetik adalah metoda yang paling banyak digunakan untuk memisahkan mineral besi dari mineral-mineral pengotornya (mineral dengan sifat magnet yang lemah ataupun yang non magnet). Saat ini hampir 90% proses konsentrasi besi dunia menggunakan cara ini. Tabel 1. Beberapa Potensi Bijih Besi Di IndonesiaTipe Endapan Lokasi Cadangan (Juta Ton)Jampang kulon Jampang Jampang jabar Sindangambararang Jabar Cidaun, jabar 4,03 3,32 4,21 14,16 9,78 Titanium tinggi dan terikat pada Fe 6,67 Fe : 38 59 %</p> <p>Karakteristik</p> <p>Potensi Pemanfaatan1. Sebagai bahan baku proses DR, melalui proses benefisiasi dan pelletizing 2. Sebagai bahan baku proses direct smelting, melalui proses benefisiasi</p> <p>Pasir Besi</p> <p>Cipatujah, jabar Purworejo, jateng S.BogowontoS.progo, Jogya S. S.opak,Yogya Lumajang , jatim Jember, jatim Peg. Kukusan dan progo-</p> <p>28,88 2,01 14,16 2,00</p> <p>3. Sebagai bahan pelindung refractory pada blast furnace.</p> <p>Fe : 38 59 % 126,00 426,49 7,50 7,40 50,00 ? 1.60 1.00 Fe : 55,0 % 5.00 Fe : 55,0 % Ni : 0,1 2,5 % Cr : 1,3 3,6 % Co : 0,09 0,11 % Fe : 68,2 % Fe : 58,5% Fe : 66,4 % Fe : 59,3%</p> <p>Cocok pembuatan</p> <p>untuk baja</p> <p>Duwa, Kalsel</p> <p>Laterit</p> <p>P. Sebuku , Kalsel P. Danawan, Kalsel Belitung Lampung</p> <p>paduan Ni, Cr dan Co</p> <p>Dapat</p> <p>digunakan</p> <p>dalam bentuk lump ore.</p> <p>Kontak Metasomatik</p> <p>Padang Air Ibu, Sumbar Jajakan-Pontianak, Kalsel Tanalang, Kalsel</p> <p>Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa</p> <p>5</p> <p>2.2 Magnetic Separation Pemisahan partikel mineral berdasarkan tingkah laku mineral terhadap medan magnet dan sifat kemagnetan dari partikel itu sendiri. Alat yang dipakai untuk proses pemisahan ini adalah Magnetic Separator. Cara ini dipakai karena di alam ada material yang bila diletakkan di medan magnet material tersebut akan tertarik (magnetik mineral) dan ada pula yang tidak tertarik oleh magnet (non-magnetik mineral). Syarat terjadinya pemisahan adalah adanya medan magnet yang ditimbulkan oleh magnet permanen atau electromagnet. Bila fluks density pada medan magnet sama maka disebut medan magnet homogen. Dan jika fluks density pada medan magnet tidak sama disebut medan magnet non homogen. Apabila suatu benda diletakkan dalam medan magnet, induksi magnet pada obyek adalah: B = H + ..................................................................................................(1) Keterangan: B = induksi magnet pada obyek H = medan induksi yang disebabkan oleh medan magnet = intensitas kekuatan magnet dari material objek. Banyaknya garis-garis gaya megnet disebut fluks. Banyaknya garis-garis gaya persatuan luas disebut fluks density. Bila fluks density pada medan magnet sama maka disebut medan magnet homogen. Dan jika fluks density pada medan magnet tidak sama disebut medan magnet non homogen. Apabila suatu benda diletakkan dalam medan magnet, induksi magnet pada obyek adalah:</p> <p>Gambar 1 Garis-garis gaya magnet [Sutisna, 2005] Pemisahan magnetik hanya diterapkan terhadap mineral-mineral yang bersifat magnetik. Separator magnetic basah biasanya digunakan untuk bijih lebih halus dari 13 in. (0,3 cm). Separator ini dapat berjenis sabuk atau yang paling umum jenis drum-putar. Separator jenis drum terdiri dari satu atau lebih drum berputar yang elemen magnet bagian dalamnya tidak berputar mempunyai kekuatan 3-7 Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa</p> <p>6</p> <p>pole. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet permanen. Setelah umpan memasuki peralatan sebagai lumpur, bahan bersifat magnet ditarik ke bagian kutub dan dibawa ke titik pelepasan pada permukaan drum. Banyak jenis kotak/drum dirancang yang digunakan. Jenis aliran searah paling sering digunakan bijih halus untuk mendapatkan endapan bersih. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet permanen. Dahulu hanya jenis electromagnet yang sering digunakan, tertapi sekarang digunakan terutama jika diinginkan kuat medan yang sangat tinggi atau jika diinginkan kuat medan dapat diubah-ubah. Sekarang magnet permanen umum digunakan sejak bahan-bahan modern memungkinkan menahan kuat medan yang tinggi secara tetap. Kebanyakan magnet permanen adalah jenis alniko tetapi jenis keramik mengandung Barium Ferrit akan makin sering digunakan. Beberapa jenis separator magnetic yang telah dikembangkan menerapkan arus bolak-balik, tetapi penggunaan komersilnya masih kecil. Separator intensitas tinggi untuk pemisahan mneral-mineral magnetik lemah biasanya digunakan jenis kering. Pengaruh tegangan permukan biasanya mempengaruhi pemisahan basah. Karena daya tarik magnetik berbanding terbalik dengan kuadrat jarak, mineralmineral magnetis lemah harus didekatkan ke magnet jika akan dipisahkan. Peralatan yang digunakan berupa jenis sabuk dan rol induksi. Bijih harus benarbenar kering dan halus untuk menghasilkan yang terbaik.[Harrys Siregar,2002] Medan magnet yang diperlukan dapat dihasilkan dari magnet tetap ataupun dari magnet yang umumnya lebih banyak dipakai. Magnetic Separator dapat dikategorikan menjadi low intensity dan high intensity Magnetic Separator. Prinsip kerjanya adalah bila sekumpulan mineral (non-magnetik dan magnetik) dilewatkan dalam suatu medan magnet, maka mineral-mineral yang bersifat magnetik akan tertarik sedangkan yang non-magnetik tidak tertarik, sehingga pemisahan dapat dilakukan. Umpan dimasukkan satu kesatuan dan jatuh masuk ke dalam drum yang bergerak. Drum berputar disekitar magnet. Di bawah drum terdapat tiga wadah untuk menyeleksi sifat magnet mineral. Mineral non magnetik akan jatuh cepat meninggalkan drum dan masuk ke wadah khusus non magnetik. Dan mineral yang memiliki sifat magnet yang sangat kuat akan terus Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa</p> <p>7</p> <p>mengikuti gerak drum dan akan menarik magnet serta jatuh masuk ke wadah khusus mineral yang bersifat magnet. Begitu pula mineral yang middlings akan masuk ke wadahnya. Selain medan magnet, gaya gravitasi juga sangat berpengaruh dalam proses. Dengan cara mengatur intensitas medan magnet dari satu ujung ke ujung yang lain maka pemisahan mineral dari non magnetik sampai yang bersifat sangat magnetik dapat dilakukan.</p> <p>Gambar 2 Proses Pada Magnetic Separator [Harrys Siregar,2002]</p> <p>Magnetic Separator merupakan pemisahan fisik pada partikel yang berbeda disertai dengan 3 gaya didalamnya yang saling berlawanan:</p> <p>1. Gaya Magnetik (force magnetic) 2. Gaya gravitasi, sentrifugal, gesek atau inersia (inertial forces) 3. Gaya Atraktif antar partikel</p> <p>Ketiga gaya tersebut menentukan separator yang mana bergantung pada umpan dan karakterisasi separator. Umpan yang diberikan harus mencakupi</p> <p>Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa</p> <p>8</p> <p>distribusi ukuran, magnetic susceptibility, dan sifat fisik dan kimianya yang mempengaruhi gaya-gaya yang berkaitan.</p> <p>2.3 Magnetic Susceptibility Prinsip pemisahan magnetik ialah memisahkan mineral berharga dari pengotornya berdasarkan atas derajat kemagnetannya atau magnetic susceptibility. Magnetic susceptibility merupakan sifat material yang menentukan mudah atau tidaknya material mengalami pengaruh dalam medan magnet. Magnetic susceptibility dapat dibagi atas tiga macam, yaitu feromagnetik, diamagnetik dan paramagnetik.[Moniz, 1994] :</p> <p>1. Feromagnetik : material feromagnetik merupakan material yang memiliki derajat kemagnetan yang tinggi dan bervariasi serta memiliki gaya tarik yang kuat terhadap medan magnet. Material ini memiliki sifat magnetik yang sangat kuat dibandingkan material lainnya. Magnetite, cobalt dan nikel merupakan contoh dari material feromagnetik. 2. Paramagnetik : material paramagnetic merupakan material yang memiliki nilai magnetic susceptibility yang rendah. Material ini memiliki gaya tarik yang lemah terhadap medan magnet. Contohnya adalah mineral hematite, ilmenite, pryrhothite, goethite, limonite, litium, sodium dan kalsium. 3. Diamagnetik : material diamagnetik memiliki nilai derajat kemagnetan yang negatif dan rendah. Artinya material ini jika diletakkan dalam medan magnet akan ditolak lemah oleh medan magnet tersebut. Silika, bismuth, tembaga, emas, kuarsa, perak, feldspar dan beryllium adalah sebagian contohnya.</p> <p>Pemilihan proses pemisahan magnetik dengan cara basah atau pun kering, tergantung pada beberapa faktor, diantaranya adalah ukuran butiran. Apabila ukuran butir mineral cukup halus, maka biasanya pemisahan dilakukan dengan cara basah agar debu yang dihasilkan menjadi berkurang. 01</p> <p>: mineral diamagnetic : mineral ferromagnetic ferromagnetic</p> <p>paramagnetic diamagnetc</p> <p>H A B</p> <p>H</p> <p>Gambar 3. Kurva Tipe Magnetisasi (A) mineral ferromagnetic (B) mineral paramagnetic dan diamagnetic</p> <p>Kemiringan (slope) pada kurva gambar 2 adalah merupakan magnetic susceptibility (k) yaitu:k</p> <p>H</p> <p>................(2)</p> <p>Bijih besi merupakan campuran mineral yang mengadung besi berupa mineral hematite, magnetite, goethite dan limonite dengan mineral pengotor seperti silica. Antara mineral pengotor dan mineral besinya terdapat perbedaan sifat kemagnetan yang cukup signifikan. Dalam keadaan seperti ini, untuk memisahka mineral besi dengan mineral pengotornya yang sekaligus meningkatkan kandungan besinya dapat dilakukan pemisahan melalui pemisahan berdasarkan sifat magnetiknya. Pemisahan magnetik merupakan pemisahan secara fisik dari partikel yang berbeda berdasarkan tiga gaya yang bekerja saling berlawanan [Kelly, 1982]. Tanpa adanya ketiga gaya ini mineral tidak akan terpisah, gaya tersebut antara lain, sebagai berikut : 1. Gaya magnet atau medan magnet yang ditimbulkan oleh alat magnetic separ...</p>