Cara Menghitung Neraca Bahan Sirkuit Pengolahan: Grinding Plant Efisiensi Classifier

Salah satu contoh alur operasi penggerusan yang melibatkan operasi klasifikasi dengan grinding dapat dilihat pada Gambar  1.

Alat Klasifikasi yang digunakan  adalah classifier yang akan memisahkan bijih hasil grinding  menjadi  dua lajur yaitu overflow yang mengeluarkan produk undersize dan underflow yang mengeluarkan produk oversize.

Pemasangan classifier adalah untuk memastikan bahwa ukuran bijih akhir dari operasi sirkuit ini sesuai dengan targetnya. Pemasangan Classifier juga dapat menghindari terjadinya over grinding.

Produk yang keluar dari overflow merupakan produk akhir dari operasi penggerusan ini. Sedangkan produk yang keluar dari underflow merupakan produk dengan ukuran oversize yang harus dikecilkan lagi.

Produk oversize ini menjadi beban pada operasi penggerusan dan dinyatakan dengan Beban Edar atau BE. Produk undersize dinyatakan dengan P dan umpan yang akan digerus  adalah F.

Dalam sirkuit grinding plant yang digunakan untuk pengolahan bahan galian tambang, Laju Beban Edar besarnya selalu konstan. Perbandingan antara laju beban edar terhadap umpan baru (F) dinyatakan dengan rasio bebar edar (BER).

Secara keseluruhan umpan baru (F) yang masuk ke sirkuit adalah sama dengan produk yang keluar dari sirkuit yaitu overflow atau P.

Rumus Perhitungan Rasio Beban Edar Pada Neraca Bahan Sirkuit Grinding Plant, 

Umpan classifier terdiri dari undersize dan oversize. Jika fraksi undersize dalam umpan classifier adalah a, maka fraksi oversize-nya adalah 1- a.

Operasi classifier tidaklah benar-benar dapat memisahkan seratus persen antara undersize dengan oversize. Artinnya sebagian undersize akan masuk pada jalur underflow.

Begitu pula sebaliknya tidak semua oversize masuk ke jalur underflow, namun sebagian masuk dalam jalur overflow.  Dengan demikian neraca undersize-nya adalah

Undersize dalam umpan classifier = undersize dalam overflow + undersize dalam underflow

atau kalau menggunakan notasi menjadi seperti ini…

U_FC = U_OF + U_UF

U_FC = massa underseze dalam umpan classifier

U_OF = massa undersuze dalam overflow

U_UF =  massa underseze dalam underflow

Jika fraksi undersize dalam umpan classifier adalah a, fraksi undersize dalam overflow adalah b, dan fraksi undersize dalam underflow adalah c maka neraca bahannya adalah:

a = Y_FC = fraksi undersize dalam umpa classifier

b = Y_OF = fraksi undersize dalam overflow classifier

c = Y_UF = fraksi undersize dalam underflow classifier

a (F + B) = b (P) + c (BE),

atau jika ditulis ulang menjadi  seperti ini…

a F + a BE = b P + c BE,

diketahui bahwa P sama dengan F, jadi

a F + a BE = b F + c BE, atau

(a – b)  F = (c – a)  BE, atau

BE = F x [(a – b)/(c – a)]

1). Contoh Soal Perhitungan Neraca Bahan: Beban Edar Sirkuit Grinding Plant,

Jika operasi ball mill menghasilkan produk 100 ton/jam dan mengandung oversize 30 persen. Sedangkan operasi classifier mampu mengeluarkan overflow yang mengandung 90 persen undersize, dan underflow yang mengandung 90 persen oversize, hitung beban edar yang terjadi pada sirkuit penggerusan tersebut..

Diketahui

Output ballmill = feed classifier

P_BM = F_CL

P_BM = Produk /Output ballmill

F_CL = feed classifier = 100 ton/jam

a = fraksi undersize dalam umpan classifier

a = 100% – 30% = 70%

b =  fraksi undersize dalam overflow classifier

b = 90%

c = fraksi undersize dalam underflow

c = 100% – 90 % = 10%

Soal tersebut, jika dikonversi menjadi gambar dari sirkuit grinding plant yang terdiri dari ballmill dan classifier menjadi seperti berikut

Pada sirkuit tersebut tampak bahwa neraca bahan belum lengkap, seperti umpan baru F, Produk atau overflow (OF) dan underflow UF atau beben edar belum ditampilkan.

Rumus Menentukan Beban Edar Sirkuit Grinding Plant Dari Undersize Oversize Classifier,

Besar rasio beban edar pada sirkuit grinding plant dapat dinyatakan dengan rumus berikut

BE/F = [(a – b)/(c – a)]

F = umpan baru masuk ballmill

sehingga sehingga persamaannya menjadi seperti berikut

BER = (a – b)/(c – a)

BER = beban edar rasio

Substitusikan semua variabel fraksi undersize-nya

BER = (0,7 – 0,9)/(0,1 – 0,7)

BER = (-0,2/-0,6)

BER = 1/3

Jadi, nilai rasio beban edar sirkuit grinding plant adala 1/3.

Menentukan Beban Edar Sirkuit Grinding Plant,

Rumus beban edar untuk sirkuit grinding plant adalah

BER = BE/F = 1/3

3 BE = F

Diketahui

BE + F = 100 ton/jam dengan substitusi

F = 3BE ke persamaan di atas, maka

BE + 3BE = 100

4BE = 100

BE = 25 ton/jam

Jadi, beban edar sirkuit adalah 25 ton/jam.

Menentukan Umpan Baru Ballmill Sirkuit Grinding Plant,

Umpan baru ballmill adalah umpan yang datang dari operasi sebelum sirkuit grinding plant. Pada umumnya, umpan baru ballmill adalah output dari crushing plant.

Dengan demikian, umpan baru ballmill dapat dinyatakan dengan menggunakan persamaan neraca bahan berikut

F + BE = P_BM atau

F = P_BM – BE

diketahui

P_BM = 100 ton/jam

BE = 25 ton/jam

F = 100 – 25

F = 75 ton/jam

jadi, umpan baru yang masuk ke sirkuit grinding plant adalah 75 ton/jam.

2). Contoh Soal Perhitungan Efisiensi Classifier Sirkuit Grinding Plant

Sebuah classifier dirangkai dengan ballmill pada sirkuit grinding plant. Classifier dimaksudkan untuk mengeluarkan overflow yang berukuran minus 74 mikron.

Hasil uji analisis ayak diperoleh bahwa Umpan classifier mengandung partikel > 74 mikron sebanyak 70% sedangkan pada overflow-nya mengadung ukuran < 74 mikron sebesar 90 %. Hitunglah efisiensi dari classifier tersebut.

Diketahui

F = 10 ton/jam

P_BM = F_CL = 40 ton/jam

P = F = 10 ton/jam

a = fraksi undersize dalam umpan

a = 100 – 70 = 30%

b = fraksi undersize dalam produk overflow classifier

b = 90%

Rumus Menentukan Efisiensi Classifier Sirkuit Grinding Plant,

Besarnya efisiensi classifier dapat dihitung dengan menggunakan rumus sebagai berikut

E = undersize dalam overflow/underize dalam umpan

E = (b x P)/(a x F_CL) x 100%

E = (0,9 x10)/(0,3 x 40)

E = 9/12

E = 75 %

Jadi, efisiensi classifier pada sirkuir grinding plant adalah 75 persen. Artinya, classifier mampu mengeluarkan 75 persen partikel <74 mikron dari total partikel berukuran < 74 mikron yang terkandung di umpan classfier.

Daftar Pustaka:

1. Wills, B., A., 1988, “Mineral Processing Technology”, Pergamon Press, Oxford
2. Wills, B.A. and T.J. Napier-Munn., 2006, “Minerral Processing Technology, Elsevier Science And Technology Book, Queensland
3. Kelly, E.,G., 1982, “Introduction to Mineral Processing”, John Wiley & Son, New York.
4. Currie, M. John, 1973, “Unit Operation in Mineral Processing”, British Columbia Institue of Technology, British Columbia, Burnaby
5. Mular, L., Andrew, 2000, “Elements of Mineral Process Engineering”, Unversity of British Columbia, Vancouver, B. C., V6T 1Z4, Canada.
6. Gupta, A. Yan, D. S., 2006, “Mineral Processing Design and Operation”, Perth, Australia.
7. Gaudin, AM., 1939, “Principles of Mineral Dressing”, Mc. Graw Hill Book Company Inc, New York.
8. Taggart AF., 1987, “Hand Book of Mineral Dressing”, John Willey and Sons, New York.
9. King, R.P, 2001, “Modeling & Simulation of Mineral Processing Systems, Department of Metallurgical Engineering, University of Utah, USA.
10. Evertsson, C.M. and Bearman, R.A., “1997, “Investigation of interparticle breakage as applied to cone crushing, Minerals Engineering, vol. 10, no. 2, February, pp. 199-214.
11. Metso Minerals., 2008, “Crushing and Screening Handbook”, 3rd ed., Tampere: Metso Minerals).
12. , 2006, “Basics in Minerals Processing”, 5th Edition, Section 4 – Separations, Metso Minerals.
13. Pryor A. EJ., 1965, “Reader In Mineral Dressing”, University of London, Mining Publication, Salisbury House, London.