Mekanisme Pemisahan Mineral Bijih Metoda Flotasi, Fungsi Kolektor Frother pH Regulator Conditioning

Pengertian Pemisahan Cara Flotasi Froth Flotation. Flotasi merupakan pemisahan mineral dengan cara pengapungan. Mengapungkan mineral tertentu dari mineral lainnya (umumnya mineral gangue atau mineral pengotor) oleh gelembung udara ke permukaan air.

Prinsip Pemisahan Metoda Flotasi Froth Flotation

Prinsip pemisahannya adalah dengan memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral terhadap air yaitu Sifat Hydrophobicity. Sifat ini merupakan sifat kimia- fisika permukaan mineral.

Hydrophobicity adalah kemampuan permukaan mineral berinteraksi dengan air yaitu apakah dapat dibasahi air (atau suka air) atau sullit dibasahi (atau tidak suka air).

Berdasarkan sifat permukaannya, mineral dibagi menjadi dua kelompok mineral yaitu mineral Hydrophobic dan mineral hydrophilic.

Mineral Hydrophobic adalah mineral yang mudah dibasahi atau suka air. Artinya Permukaan mineral akan basah ketika berada dalam air.

Sedangkan Mineral Hydrophilic adalah mineral yang sulit dibasahi atau tidak suka air. Mineral kelompok ini tidak basah atau sulit basah ketika berada dalam air.

Pada proses flotasi yang menjadi media pemisahan adalah air dan gelembung udara. Proses pengapungan mineral berharga dilakukan dengan menggunakan gelembung udara.

Pemisahan terjadi ketika mineral berharga yang bersifat hydrophobic menempel pada gelembung dan mengapung ke permukaan air. Sedangkan mineral pengotor (gangue) yang bersifat hydrophilic tidak menempel dan tetap di dalam fasa air.

Contoh Mesin Sel Flotasi Mineral Bijih

Berikut ditunjukkan mesin atau peralatan berupa tangki sel yang umum digunakan dalam proses flotasi mineral bijih beserta bagian- bagiannya.

Contoh Gambar Mesin Sel Flotasi Mineral Bijih
Contoh Gambar Mesin Sel Flotasi Mineral Bijih

Diagram Alir Proses Pengolahan Metoda Flotasi (Froth Flotation)

Rangkaian Operasi pengolahan atau pemisahan mineral dengan metoda pengapungan meliputi pengecilan ukuran bijih atau kominusi. conditioning, dan floating (pengapungan).

Produk Hasil flotasi yang mengandung sebagian besar Mineral berharga, selanjutnya disebut sebagai konsentrat. Sedangkan keluaran yang mengandung Sebagian besar pengotor atau gangue disebut tailing.

Contoh diagram alir proses flotasi mineral bijih menjadi konsentrat dan tailing dapat dilihat pada gambar berikut:

Diagram Alir Proses Pengolahan Metoda Flotasi (Froth Flotation)
Diagram Alir Proses Pengolahan Metoda Flotasi (Froth Flotation)

A). Kominusi Proses Flotasi Mineral Bijih

Tahap kominusi bertujuan untuk mengecilkan ukuran bijih dari tambang menjadi ukuran yang cocok untuk proses floatasi.

Tahapan kominusi terdiri dari dua tahap yaitu crushing dan grinding. Crushing dilakukan dengan menggunakan jaw crusher untuk mengecilkan bijih dari tambang menjadi ukuran kurang dari 20 mm.

Tahap grinding umumnya dilakukan dengan dengan ball mill yang akan mengecilkan produk keluaran crushing berukuran 20 mm menjadi berukuran kurang dari 100 mikron.

B). Conditioning Flotasi Mineral Bijih

Conditioning merupakan tahap preparasi permukaan mineral sebelum mineral masuk dalam sel flotasi. Tahap conditioning dilakukan pada tangki conditioner atau mixer.

Syarat Conditioning Pada Sel Flotasi

Untuk mendapatkan hasil yang optimal, maka conditioning harus memenuhi beberapa ketentuan seperti berikut

  • Proses pengkondisian harus mampu mendistribusikan dan mendispersikan seluruh reagent yang ditambahkan ke seluruh bagian pulp.
  • Proses pengkondisian harus mampu menciptakan kontak berulang ulang antara reagent dengan seluruh mineral.
  • Proses pengkondisian harus menyediakan waktu kontak yang cukup agar menghasilkan reaksi yang dikehendaki.

Tujuan Pengkondisian Proses Flotasi Mineral Bijih

Tujuan pengkondisian adalah menyiapkan kondisi pelekatan mineral terhadap gelembung dengan mengendalikan sifat kimia permukaan mineral dan pulp sehingga mineral bijih yang akan diambil dapat dipisah dari mineral pengotornya.

Pengkondisian permukaan mineral dilakukan dengan menambah beberapa reagent ke dalam tangki Conditioner atau ke dalam sel flotasi.

Reagent Proses Flotasi Mineral Bijih

Beberapa reagent utama yang ditambahkan pada proses pengkondisian diantaranya adalah pH regulator, kolektor, frother (pembuih), activator, dispersing agent, dan depressant (pendepres). 

Kolektor Collector Proses Flotasi Mineral Bijih

Kolektor akan bekerja pada permukaan mineral bijih yang akan diapungkan (biasanya mineral bijih atau mineral berharga). Kolektor secara selektif berinteraksi atau bereaksi dengan mineral berharga. 

Reagent Collector  merupakan senyawa heteropolar yang mengandung bagian polar dan non-polar. Bagian yang polar merupakan senyawa anorganik, sedangkan non-polar merupakan organic.

Bagian yang polar merupakan molekul yang active dan akan terionisasi di dalam air. Bagian polar ini yang bereaksi dengan permukaan mineral dan bersifat hydrophilic.

Sedangkan bagian non-polar merupakan molekul yang tidak active, sehingga tidak larut dalam air dan menyebabkan permukaan mineral menjadi bersifat hydrophobic.

Fungsi Reagent Kolektor Flotasi Mineral Bijih

Beberapa fungsi kolektor dalam proses flotasi diantaranya adalah:

  • Secara selektif menyelimuti permukaan mineral yang akan diapungkan.
  • Merubah sifat mineral menjadi hydrophobic,
  • melekat pada gelembung udara

Contoh Reagent Kolektor Flotasi Mineral Bijih

Beberapa contoh collector reagent yang umum digunakan dalam proses pengolahan mineral metoda flotasi adalah: senyawa senyawa hydrokarbon dari group alkyl dengan kandungan karbon antara 2 – 6 atom. Contohnya adalah senyawa xanthate (potassium ethyl xanthate), dithiophosphates, Alkyl amine (R – NH2), dan oil (minyak).

Reagent Frother (Pembuih) Flotasi Mineral Bijih

Frother ditambahkan dalam tangki agar gelembung (buih) yang terbentuk dapat bergerak naik dan stabil sampai permukaan. Dalam hal ini, frother berpungsi sebagai penstabil gelembung (buih). Dari sini dapat diketahui, bahwa variabel operasi yang berpengaruh terhadap keberhasilan pemisahan metoda flotasi adalah kestabilan gelembung.

Jika gelembung tidak stabil, atau pecah saat bergerak ke permukaan, maka mineral berharga yang sudah nempel pada permukaan akan jatuh turun dan tercampur kembali ke dalam suspensi.

Frother merupakan senyawa organik heterepolar dan bersifat surface avtive. Bagian Polar group merupakan molekul yang larut dalam air, sedangkan bagian Non-polar group merupakan senyawa hydrocarbon.

Reagent frother akan diadsorb pada antarmuka udara air yang dapat menurunkan tegangan pemukaan, sehingga buih atau gelembung udara dapat terbentuk.

Syarat Reagent Frother Flotasi Mineral Bijih

Syarat Reagent Frother diantaranya adalah Dapat membentuk gelembung yang stabil, Tidak bersifat kolektor dan tentunya dengan harga yang Tidak mahal.

Fungsi Frother Flotasi Mineral Bijih

Adapun fungsi dari senyawa frother adalah

  • Menurunkan tegangan permukaan untuk membentuk buih atau gelembung
  • Memperbaiki dispersi gelembung halus keseluruh pulp.
  • Menjaga sifat froth (buih) tetap stabil selama proses pengapungan
  • Mengurangi laju penyatuan antar gelembung sehingga ukurannya tetap sama.
  • Mengurangi kecepatan gelembung naik ke permukaan pulp.

Contoh Reagent Frother Flotasi Mineral Bijih

Beberapa contoh senyawa frother yang sering digunakan pada proses flotasi diantaranya adalah Pine oil (terpineol), Senyawa C10H17OH, MIBC (methyl isobutyl carbinol)

Reagent Aktivator Flotasi Mineral Bijih

Reagent activator merupakan senyawa yang bekerja atau bereaksi dengan permukaan mineral yang akan diapungkan (mineral berharga) dengan cara mengaktifkan permukaannya.

Senyawa activator secara selektif berinteraksi dengan permukaan mineral yang akan diapungan, sehingga permukaan mineral berharga dapat bereaksi dengan senyawa kolektor.

Fungsi Reagent Aktivator Flotasi Mineral Bijih

Adapun senyawa activator yang ditambahkan selama proses flotasi memiliki fungsi seperti berikut:

  • Merubah permukaan mineral menjadi hydrophobic
  • Merubah mineral yang tidak aktif terhadap kolektor menjadi aktif.
  • Meningkatkan aktivitas permukaan mineral yang sudah aktif.
  • memastikan permukaan mineral dapat berinteraksi dengan kolektor.

Contoh Senyawa Reagent Aktivator Flotasi Mineral Bijih

Adapun senyawa yang dapat digunakan sebagai activator dalam proses flotasi adalah

  • senyawa berbasis Cu++ (CuSO4) yang digunakan untuk mengapungkan mineral sfalerite
  • Senywawa berbasis Ca++ (CaO) atau Ca(OH)2 yang digunakan untuk mengapungkan mineral silika
  • Senyawa Na2S yang digunakan untuk mengapungkan mineral PbS dan Cu-oksida.

Reagent Depressant Flotasi Mineral Bijih

Depressant berkerja kebalikan dari activator yaitu mencegah kolektor bereaksi dengan permukaan mineral.

Depressant berinteraksi pada permukaan mineral yang tidak akan diapungkan (umumnya gangue mineral). Depressant secara selektif berinteraksi dengan permukaan mineral yang tidak akan diapungkan.

Fungsi Senyawa Reagent Depressant Flotasi Mineral Bijih

Beberapa fungsi dari reagent depressant diantarannya adalah

  • Memastikan mineral tertentu tetap dalam pulp/tidak terapungkan.
  • Mencegah mineral untuk tidak mengapung.
  • Merubah mineral hydrophobic menjadi hydrophilic.
  • Merubah mineral yang aktiv terhadap kolektor menjadi tidak aktif pada kolektor.
  • Memastikan mineral yang hydrophilic atau tidak aktif terhadap kolektor tetap pada kondisi semula.

Contoh Senyawa Depressant Flotasi Mineral Bijih

Adapun senyawa yang dapat digunakan sebagai depressant dalam proses flotasi adalah

  • Senyawa yang berbasis cianida CN (sodium cyanide, NaCN) yang biasa digunakan untuk mendepres mineral ZnS, pyrite, dan Cu sulfida
  • Senyawa yang berbasis Zn++ (ZnSO4) yang digunakan untuk mendepres mineral sfalerite

Pengatur Keasaman pH Regulator

Reagent flotasi yang ditambahkan akan berkerja dengan baik pada keasaman tertentu. Sehingga pengaturan keasaman menjadi hal yang harus dilakukan untuk mendapatkan hasil yang optimal.

Fungsi pH Regulator Flotasi Mineral Bijih

Adapun fungsi reagent pH regulator diantaranya adalah

  • Mengatur keasaman pulp sesuai dengan kondisi yang diinginkan.
  • Agar reagent yang ditambahkan seperti kolektor, frother dan lainnya bekerja dengan baik pada pH diinginkan

Contoh pH Regulator Flotasi Mineral Bijih

Senyawa yang biasa digunakan untuk mengatur keasaman pada proses flotasi adalah kapur bakar CaO atau kalsium hidroksida Ca(OH)2, dan natrium hidroksida NaOH atau natrium karbonat Na2CO3.

C). Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi

Mekanisme pemisahan mineral bersifat hydrophobic dengan mineral bersifat hydrophilic dengan cara flotasi dapat dilihat pada gambar animasi di bawah. Floatasi dilakukan dengan menggunakan mesin flotasi yang terdiri dari alat utama yaitu sel flotasi, impeler, dan motor penggerak.

Fungsi Mesin Sel Flotasi

Adapun fungsi Mesin sel flotasi adalah sebagai berikut

  • Menciptakan kondisi hydrodinamik.
  • Menciptakan gelembung dan lapisan buih.

Syarat Mesin Sel Flotasi

Beberapa ketentuan yang harus dipenuhi oleh sebuah mesin sel flotasi agar dapat memisahakan mineral berharga dari mineral ganguenya adalah:

  • Mesin sel flotasi harus dapat menjaga distribusi mineral dalam suspense selalu merata.
  • Mesin sel flotasi mampu menjaga distribusi gelembung dalam suspensi.
  • Mesin sel flotasi dapat menciptakan benturan mineral dengan gelembung sehingga mineral berharga menempel pada gelembung
  • Mesin flotasi harus mampu menciptakan lapisaan daerah relatif tenang, agar gelembung dapat naik tanpa pecah.
  • Mesin flotasi harus dapat menciptakan lapisan buih yang tebal pada permukaan pulp untuk pengeringan dan mengurangi atau menghindari mineral yang terperangkap di antara gelembung.

Secara skematik gambar mesin flotasi dapat dilihat pada animasi di bawah.

Contoh Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi, Animasi
Pengertian dan Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi, Animasi

Pemisahan terjadi dengan mengapungkan mineral hydrophobic ke permukaan air. Sedangkan mineral hydrophilic tetap di dalam fasa air (suspensi antara air dan bijih).

Gelembung udara pada proses flotasi dapat terbentuk akibat adanya putaran impeler. Mineral mineral yang memiliki sifat hydrophobic menempel pada permukaan gelumbung. Sedangkan mineral yang hydrophilic tetap dalam suspensi. 

Gelembung naik ke permukaan dan keluar melalui saluran pada salah satu sisi tangki atau sel flotasi.

Teori Flotasi

Secara lengkap teori flotasi membahas mekanisme pelekatan mineral – gelembung, dan gaya gaya yang bekerja pada sistem mineral – gelembung dapat dibaca pada artikel berikut:

Teori Froth Floatation, Pemisahan Mineral Bijih Secara Flotasi

Mekanisme Pemisahan Mineral Bijih Metoda Flotasi, Fungsi Kolektor Frother pH Regulator Conditioning

Pengertian Pemisahan Cara Flotasi Froth Flotation. Flotasi merupakan pemisahan mineral dengan cara pengapungan. Mengapungkan mineral tertentu dari mineral...

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.
  14. Ringkasan Rangkuman: Pengertian Pemisahan Cara Flotasi dan Pengertian pengolahan mineral bijih, Pengertian Flotasi dengan Pengertian mineral berharga dan mineral gangue. Prinsip Pemisahan Metoda Flotasi.
  15. Perbedaan sifat permukaan mineral dengan Pengertian  Sifat Hydrophobicity dan sifat kimia fisika permukaan mineral. Pengertian mineral Hydrophobic dan mineral hydrophilic dengan Diagram Alir Proses Pengolahan Dengan Metoda Flotasi.
  16. Pengertian conditioning danTujuan Conditioning dengan reagent kimia flotasi. Fungsi kolektor flotasi dan fungsi frother (pembuih) serta depressant (pendepres) flotasi. Mineral berharga dengan pengertian konsentrat dan pengertian tailing atau pengertian mineral gangue. Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi dan Fungsi Gelembung udara pada proses flotasi.

Versi Lama

Pengertian Pemisahan Cara Flotasi. Flotasi merupakan pemisahan mineral dengan cara pengapungan. Mengapungkan mineral tertentu dari mineral lainnya (umumnya mineral gangue atau mineral pengotor) oleh gelembung udara ke permukaan air.

Prinsip Pemisahan Metoda Flotasi

Prinsip pemisahannya adalah dengan memanfaatkan perbedaan sifat permukaan mineral terhadap air yaitu Sifat Hydrophobicity. Sifat ini merupakan sifat kimia-fisika permukaan mineral.

Berdasarkan sifat permukaannya, mineral dibagi menjadi dua kelompok yaitu mineral Hydrophobic dan mineral hydrophilic. Mineral hydrophobic adalah mineral yang mudah dibasahi atau suka air.

Permukaan mineral akan basah ketika berada dalam air. Sedangkan mineral hydrophilic adalah mineral yang sulit dibasahi atau tidak suka air. Mineral kelompok ini tidak basah atau sulit basah ketika berada dalam air.

Diagram Alir Proses Pengolahan Dengan Metoda Flotasi

Rangkaian Operasi pengolahan atau pemisahan mineral dengan metoda pengapungan meliputi pengecilan ukuran bijih atau kominusi. conditioning, dan floating (pengapungan).

Kominusi bertujuan mengecilkan ukuran bijih dari tambang menjadi ukuran yang cocok untuk proses floatasi. Conditioning merupakan preparasi permukaan mineral sebelum mineral masuk dalam sel flotasi. Tujuan pengkondisian adalah menyiapkan permukaan mineral sehingga mineral bijih yang akan diambil dapat dipisah dari mineral pengotornya.

Pengkondisian permukaan dilakukan dengan menambah beberapa reagent ke dalam tangki Conditioner. Adapun reagent utama  yang ditambahkan pada proses pengkondisian adalah kolektor, frother (pembuih), depressant (pendepres). 

Kolektor akan bekerja pada permukaan mineral bijih yang akan diapungkan (biasanya mineral bijih atau mineral berharga). Kolektor secara selektif berinteraksi atau bereaksi dengan mineral berharga. 

Produk Hasil flotasi yang mengandung sebagian besar Mineral berharga ini, selanjutnya disebut sebagai konsentrat.

Depressant berinteraksi pada permukaan mineral yang tidak akan diapungkan (umumnya gangue mineral). Depresant secara selektif berinteraksi dengan permukaan mineral yang tidak akan diapungkan.

Keluaran proses flotasi yang mengandung kumpulan dari mineral yang tidak diapungkan dan mineral gangue ini disebut sebagai tailing. 

Frother ditambahkan dalam tangki agar gelembung (buih) yang terbentuk dapat bergerak naik dan stabil sampai permukaan. Dalam hal ini, frother berpungsi sebagai penstabil gelembung (buih). Dari sini dapat diketahui, bahwa variabel operasi yang berpengaruh terhadap keberhasilan pemisahan metoda flotasi adalah kestabilan gelembung.

Jika gelembung tidak stabil, atau pecah saat bergerak ke permukaan, maka mineral berharga yang sudah nempel pada permukaan akan jatuh turun dan tercampur kembali ke dalam suspensi.

Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi

Mekanisme pemisahan mineral hydrophobic dengan mineral hydrophilic  dengan cara flotasi dapat dilihat pada gambar animasi di bawah. Floatasi dilakukan dengan menggunakan mesin flotasi yang terdiri dari alat utama yaitu sel flotasi, impeler, dan motor penggerak. Secara skematik gambar mesin flotasi dapat dilihat pada animasi di bawah.

Pemisahan terjadi dengan mengapungkan mineral hydrophobic ke permukaan air. Sedangkan mineral hydrophilic tetap di dalam fasa air (suspensi antara air dan bijih).

Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi, Animasi
Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Sel Flotasi, Animasi

Gelembung udara pada proses flotasi dapat terbentuk akibat adanya putaran impeler. Mineral mineral yang memiliki sifat hydrophobic menempel pada permukaan gelumbung. Sedangkan mineral yang hydrophilic tetap dalam suspensi. 

Gelembung naik ke permukaan dan keluar melalui saluran pada salah satu sisi tangki atau sel flotasi.