Pemisahan Secara Magnetik, Magnetic Separation

Pengertian Definisi

Magnetic separation merupakan operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan dari mineral-mineral yang dipisahnya. Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan memberikan respon terhadap medan magnet sesuai dengan sifat kemagnetan yang dimilikinya.

Mineral-mineral yang memiliki sfat kemagnetan tinggi akan merespon atau terpengaruh oleh medan magnet. Mineral-mineral ini  akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokan sebagai mineral magnetic.  Sedangkan Mineral-mineral yang tidak memiliki sifat kemagnetan, tidak akan merespon atau terpengaruh ketika dilewatkan pada medan magnet. Mineral-mineral ini tidak akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokkan sebagai mineral non-magnetic.

Karakteristik Mineral Dalam Medan Magnet, Animasi

Karakteristik Mineral Dalam Medan Magnet, Animasi

Mineral-meineral yang masuk dalam kelompok mineral magnetic misalnya: magnetite, hematite, ilmenit, siderite, monazite. Sedangkan mineral-mineral yang dikelompokan dalam mineral non-magnetic misalnya: kuarsa, mika, corundum, gypsum, zircon, feldspar.Kemampuan mineral dalam merespon medan magnet disebut magnetic susceptibility.

Berdasarkan pada magnetic susceptibility mineral dibagi menjadi tiga kelompok yaitu:

  1. Paramagnetic mineral seperti hematite, ilmenit, pyrhotite.
  2. Diamegnetic mineral: kuarsa feldspar.
  3. Ferromagnetic: besi, magnetite.

Mineral-mineral paramagnetic memiliki sifat kemagnetan yang rendah. Artinya mineral-mineral ini hanya  memberikan respon terhadap medan magnet yang besar. Mineral-mineral diamagnetic merupakan kelompok mineral yang tidak memiliki sifat kemgnetan. Kelompok mineral ini tidak memberikan respon terhadap medan magnet.

Mineral magnetite merupakan mineral yang memiliki sifat kemagnetan yang tinggi. Magnetite akan tertarik oleh medan magnet yang relatif rendah sekalipun. Karena sifatnya ini, maka mineral magnetite dikelompokan dengan besi sebagai ferromagnetic.

Respon Mineral Dalam Medan Magnet

Gambar 1. Respon Mineral Dalam Medan Magnet

Gambar 1. Menunjukkan respon dari tiga mineral yang memiliki susceptibility berbeda. Ketiga Mineral berada dalam medan magnet dengan kuat medan dalam satuan A/m. Mineral magnetite memberikan respon yang sangat kuat.  Intensitas magnetisasinya meningkat secara eksponesial hingga mencapai nilai saturasinya. Setelah jenuh, berapapun kuat medan yang diberikan tidak lagi mempengaruhi perubahan intensitas kemagnetannya.

Intensitas magnetisasi mineral Hematite meningkat secara linear dengan meningkatnya kuat medan. Peningkatan ini jauh lebih lambat dibanding dengan magnetite. Sedangkan kuarsa tidak menunjukkan respon terhadap medan magnet yang diberikan. Berapun kuat medan yang diberikan, kuarsa cenderung tidak terpengaruh. Bahkan kuarsa relative memberikan respon negative, yang ditunjukkan dengan sedikit turunnya  intensitas magnetisasinya.

Mekanisme Pemisahan Secara Magnetik

Pemisahan secara megnetik yang diaplikasikan untuk bijih tergantung pada kompetisi dari gaya gaya yang dimiliki oleh tiap-tiap partikel mineral. Gaya yang bekerja pada setiap partikel mineral tergantung separator yang dipakai. Pemisahan bijih yang menggunakan drum separator dengan cara basah, maka partikel akan mengalami atau memiliki empat  gaya. Keempat  gaya tersebut adalah gaya magnet yang dinotasikan dengan Fm , gaya gravitasi dinotasikan dengan Fg, gaya drag dinotasikan dengan Fd, dan gaya sentrifugal yang dinotasikan dengan Fc.

Gaya-gaya ini akan menentukan posisi dan perilaku partikel mineral dalam separator. Gambar 2 menunjukkan gaya-gaya pada partikel mineral yang berada dalam pengaruh medan magnet di permukaan drum yang berputar.

Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Partikel Mineral

Gambar 2. Gaya-Gaya Yang Bekerja Pada Partikel Mineral

Partikel mineral akan tertarik atau terlempar dari permukaan drum tergantung pada nilai entrapment ratio-nya. Entrapment ratio adalah rasio Gaya magnet terhadap gaya sentrifugal,  gaya gravitasi dan gaya drag. Entrapment ratio dinyatakan dalam persamaan berikut:

entrapment ratio, ER = Fm /(Fc + F+ Fd)

Jika partikel mineral memiliki nilai entrapment rasio lebih daripada satu, ER > 1, maka partikel tersebut akan tertarik dan tetap nempel dipermukaan drum separator. Pada kondisi ER > 1, artinya medan magnet  memberikan pengaruhnya jauh lebih besar dibanding dengan total dari tiga gaya lainya.

Ketika partikel mineral memiliki entrapment rasio kurang daripada satu ER < 1, maka partikel tersebut akan terlempar atau tertolak dari permukaan drum separator. Pada kondisi ER < 1, medan magnet kurang berpengaruh dibanding dengan total tiga gaya lainnya.

Jika operasi pemisahan dilakukan pada bijih yang memiliki rentang ukuran yang sempit,  maka gaya drag dapat diabaikan. Sehingga Entrapment ratio berubah menjadi rasio gaya magnet terhadap gaya sentrifugal dan gaya gravitasi.

entrapment ratio, ER = Fm / (Fc + Fg)

Partikel mineral akan memiliki tiga gaya yaitu gaya magnet, gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Pasisi dan perilaku partikel selama pemisahan tergantung pada resultan ketiga gaya ini.

Alat Pemisah Magnetik, Magnetic Separator

Ditinjau dari kekuatan atau intensitas medan magnetnya, magnetic separator dibagi dalam dua jenis separator yaitu Low Intensity Magnetic Separator atau LIM separator dan High Intensity Magnetic Separator atau HIM separator. Baik LIM separator maupun HIM separator dapat digunakan secara basah atau kering.

Pemisahan cara basah umumnya menggunakan LIM separator, dan digunakan untuk mineral yang memiliki suscepibilty tinggi. LIM separator mampu memisahkan bijih dalam jumlah yang besar. Sedangkan HIM separator mempunyai kapasitas rendah dan umumnya digunakan untuk mineral yang memiliki susceptibility rendah.


 

Pengaruh Variabel Operasi Pada Magnetic Separation

Beberapa factor yang berpengaruh terhadap pemisahan terdapat pada peralatan yang tidak bisa lagi dirubah. Sehingga factor-faktor tersebut menjadi konstan pengaruhnya terhadap partikel mineral. Untuk separator dengan magnet permanen, maka medan magnet tidak dapat dirubah, artinya gaya magnet akan konstan selama pemisahan. Diameter drum merupakan salah satu variable yang juga konstan. Sehingga pengaruhnya juga akan tetap pada saat dipakai untuk pemisahan.

Beberapa variable dapat diubah-ubah selama atau saat pemisahan dilakukan. Gambar 4 menunjukkan pengaruh beberapa variable operasi untuk pemisahan secara magnetic.

Pengaruh Variabel Operasi Dan Alat Pada Magnetic Separation.

Gambar 3. Pengaruh Variabel Operasi Dan Alat Pada Magnetic Separation.

Dari gambar tersebut diketahui bahwa perolehan mineral magnetic dipengaruhi diantaranya oleh: medan magnet, ukuran mineral, kecepatan fluida  dan radius drum. Perolehan mineral magnetik akan meningkat ketika medan magnet yang digunakan lebih besar. Sebagian magnetik akan masuk jalur tailing pada kecepatan fluida yang besar. Pemisahan yang dilakukan pada ukuran mineral yang besar dapat meningkatkan perolehan mineral magnetik.