Prinsip Pengolahan Pemisahan Mineral Bijih Cara Gravitasi Jig Concentrator,

Pengertian Pengolahan – Pemisahan Secara Gravitasi. Gravity separation merupakan Operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan nilai density, berat jenis dari mineral-mineral yang akan dipisah.

Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan merespon gaya gravitasi sesuai dengan nilai density yang dimilikinya.

Mineral Berat

Mineral berat adalah Mineral-mineral yang memiliki density tinggi. Mineral berat akan memiliki kecepatan pengendapan dalam fulida lebih besar dibandingkan mineral ringan pada ukuran yang sama.

Mineral Ringan

Sedangkan mineral ringan adalah mineral yang memiliki density rendah. Mineral ringan akan lebih lambat dibandingkan mineral berat ketika mengendap dalam fluida jika ukurannya sama.

Fluida Media Pisah Gravity Separation

Media yang digunakan pada pemisahan secara gravitasi adalah fluida, bisa air atau udara. Pada umumnya media pisahnya adalah air. Dalam media fluida partikel bergerak sesuai dengan densitas dan ukurannya.

Contoh Mineral Bijih Dengan Pemisahan Gravitasi  Jig Concentrator

Beberapa contoh mineral bijih yang umum dipisah dengan menggunakan metoda gravitasi adalah

• Mineral Berat: kasiterite, emas, galena, tembaga, wolframite.
• Mineral Ringan: kuarsa, feldspar, mika, gypsum, graphite

Prinsip Pemisahan Mineral Bijih Cara Gravitasi (Jig Concentrator)

Pemisahan mineral bijih dengan cara gravitasi seperti Jig Concentrator pada prinsipnya dapat dijelaskan dengan prinsip gerakan partikel dan fluida pada bidang vertikal.

Dalam fluida bidang vertical, mineral berat akan memiliki kecepatan pengendapan yang tinggi. Mineral ini akan memiliki lintasan yang relative lebih jauh dibanding dengan mineral ringan untuk satuan waktu yang sama. Perbedaan kecepatan relative antar partikel mineral dalam fluida inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk operasi pemisahan.

Jarak tempuh partikel mineral ditentukan oleh density dan ukuran, Jika density beda tapi ukuran sama, maka mineral berat akan melintas lebih dulu. Jika density sama tapi ukuran beda, maka mineral besar akan memiliki kecepatan lebih tinggi dan melintas lebih dulu.

Bijih dengan sejumlah partikel mineral dengan density dan ukuran beda diendapkan dalam tabung berisi air. Setiap mineral akan mengendap dengan kecepatan sesuai dengan density dan ukurannya.

Gambar berikut menjelaskan mekanisme pengendapan partikel yang memiliki ukuran dan density berbeda:

Tahap Pengendapan Partikel Bidang Vertikal Jig Concentrator

Tahapan Pengendapan Partikel Pada Bidang Virtikal dapat dibagi menjadi tiga tahap yaitu Differential Initial Acceleration Hindered Settling Consolidation Trickling yang dijelaskan seperti berikut:

Percepatan Awal Differential (Differential Initial Acceleration) Jig Concentrator

Pada awal pengedapan, partikel bergerak secara vertical tidak dipengaruhi oleh besarnya diameter, namun hanya dipengaruhi oleh density. Keadaan ini menyebabkan partikel yang memiliki density besar akan melintas lebih dulu.

Hindered Settling Jig Concentrator

Pada tahap berikutnya. pengendapan dipengaruhi oleh lingkungan sekitar yaitu partikel tetangganya. Pada tahap ini, pengendapan dipengaruhi oleh density dan ukuran partikel. Pada kondisi hindered settling, partikel density berat ukuran kecil dan partikel density ringan ukuran besar dapat melintas secara bersamaan.

Sedangkan partikel berat dan ringan yang berukuran sama, akan memiliki kecepatan yang berbeda. Partikel berat memiliki lintasan yang lebih jauh daripada patikel ringan.

Consolidation Trickling Jig Concentrator

Pada dasar tabung akan tersusun lapisan berdasarkan density dan ukuran. Lapisan ini disebut stratifikasi mineral. Lapisan paling bawah ditempati oleh mineral berat dengan ukuran besar. Mineral ini mempunyai kecepatan pengendapan tertinggi.

Lapisan di atasnya ditempati mineral berat dan ringan yang memiliki lintasan sama. (mineral berat dan ringan memiliki kecepatan pengendapan sama. Lapisan teratas ditempati oleh mineral ringan ukuran kecil. Mineral dengan Kecepatan pengendapan terendah.

Adanya gaya gravitasi dan celah atau rongga antar partikel akan menyebabkan partikel partikel berat ukuran kecil mampu menerobos celah. Pada akhir pengendapan, partikel kecil berat ini menempati lapisan yang sama dengan partikel berat berukuran besar.

Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada video berikut:

Mesin Alat Pemisahan Metoda Gravity Separation

Beberapa alat atau concentrator yang umum digunakan pada operasi pengolahan bijih-mineral dengan metoda gravitasi diantaranya adalah: Jig Concentrator, Shaking Table, Humprey Spiral, Sluice Box

Kriteria Konsentrasi, Concentration Criteria

Besaran yang dapat digunakan untuk memprediksi apakah operasi konsentrasi berdasarkan gravitasi dapat dilakukan dengan mudah atau sulit, bisa ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

KK = (ρ_b – ρ_f)/(ρ_r – ρ_f)

Keterangan:

KK = Kriteria Konsentrasi,

ρ_b = spesifik gravity mineral berat

ρ_r = spesifik gravity mineral ringan

ρ_f = spesifik gravity fluida

Jika mineral-mineral yang akan dipisah memiliki nilai criteria konsentrasi lebih daripada 2,5 atau KK > 2,5, maka operasi pemisahan dapat dengan mudah dilakukan.

Jika minera-mineral yang ada dalam bijih memiliki nilai criteria konsentrasi antara 1,25 sampai dengan 2,25 atau 1,25 < KK < 2,5, maka pemisahan secara gravity relatif sulit, namun masih mungkin dengan menjaga variable-variabel operasi secara ketat.

Sedangkan bijih yang mengandung mineral-mineral dengan nilai criteria konsentrasinya kurang daripada 1,25, atau KK < 1,25, secara komersial pemisahan hampir tidak mungkin.

Pengertian Definisi Pemisahan Mineral Dengan Jig Konsentrator

Jig konsentrator merupakan alat pengolahan bijih atau mineral yang digunakan untuk meningkatkan nilai atau kadar mineral tertentu. Prinsip pemisahannya berdasarkan pada perbedaan sifat fisik density atau berat jenis dari mineral-mineral yang dipisah.

Berdasarkan density atau berat jenisnya, mineral dalam bijih dapat dikelompokan menjadi tiga jenis yaitu:

• Mineral Berat yaitu mineral yang memiliki berat jenis relatif tinggi,
• Mineral Ringan yaitu mineral dengan berat jenis relati ringan, dan
• Mineral Middling yaitu mineral yang memiliki berat jenis antara minerat berat dan ringan.

Bagian Utama Mesin Jig Concentrator.

Jig concentrator dibagi menjadi dua kompartemen yaitu kompartemen untuk pemisahan dan kompartemen pengerak aksi jigging. Bagian penting dari Jig Concentrator dapat dilihat pada gambar di bawah.

Kompartemen Pemisahan terdiri dari jig screen yang menyangga material ragging. Di bagian atasnya ada tempat untuk keluar mineral ringan atau discharge. Sedangkan tempat dikeluarkannya partikel berat berada pada bagian bawah tangki Jig.

Kompartemen Penggerak Aksi Jigging terdiri dari diafragma (plunger) yang dapat bergerak naik turun. Diafragma digerakan oleh stroke, dan stroke dihubungkan pada pulley dibagian pinggir (tidak pada pusat pulley) sehingga berputar secara eksentrik (eccentric).

Hutch Water merupakan air yang ditambahkan ke dalam tangki Jig dengan tujuan mempengaruhi aksi jigging. Air dapat ditambahkan secara kontinu atau diatur saat Gerakan stroke ke bawah atau sebaliknya.

Ragging merupakan lapisan yang terbuat dari material yang memiliki density diantara density mineral ringan dan berat.

Putaran pulley akan menggerakan stroke naik turun, sehingga diafragma (plunger) bergerak naik turun. Gerakan diafragma akan menyebabkan naik turunnya fluida air di dalam kompartemen tangki Jig.

Aksi Jigging, Pulsion Suction  Jig Concentrator

Naik turunnya fluida air pada komparteen pemisahan akan menimbulkan aksi jigging di atas screen jig yaitu pulsion dan suction. Aksi jigging akan mempengaruhi seluruh material yang berada di atas screen jig.

Gerakan fluida ke arah atas akan mendorong seluruh material di atas screen jig sehingga jarak antar partikel menjadi ranggang. Gerakan ini disebut dengan pulsion.

Sebaliknya Gerakan fluida ke bawah menyebabkan seluruh material akan merapat dan jarak antar partikel menjadi dekat. Gerakan ini disebut dengan suction.

Mekanisme Pemisahan Mineral Dalam Jig Konsentrator

Mekanisme Pemisahan antara mineral ringan dengan mineral berat dalam Jig Konsentrator dapat dilihat pada gambar animasi di bawah.

Kompartemen pemisahan Jig Concentrator terdiri dari tiga zona (lapisan) yaitu transporting zone, roughing zone dan separating zone.

Bijih dalam bentuk pulp di umpan dan kemudian masuk tangki jig bagian atas. Partikel partikel mineral akan berperilaku sesuai dengan density dan ukurannya. Partikel partikel mineral berat akan segara dapat melintasi secara vertikal zona transporting dan zona roughing yang kemudian masuk zona separating.

Partikel partikel mineral berat dapat menerobos lapisan zona separating zone dan lolos masuk pada bagian bawah tangki jig.

Partikel partikel mineral ringan berukuran kecil akan tertahan oleh aksi pulsion dan terbawa oleh aliran horizontal pada daerah transporting zone sampai bibir keluaran dari tangki Jig dan kemudian keluar (discharge).

Partikel ringan berukuran besar akan cukup mampu menerobos lapisan transporting zone dan masuk lapisan roughing zone oleh adanya aksi suction.

Namun, gerakan atau dorongan air ke atas dari aksi pulsion lebih besar sehingga partikel partikel ini terdorong kembali ke lapisan transporting zone yang kemudian terbawa aliran horizontal untuk keluar dari tangki Jig (discharge).

Aksi suction membantu partikel partikel middling untuk menerobos melewati lapisan separating zone dan rouging zone.

Namun demikian, partikel partikel middling akan terdorong kembali oleh dorongan aliran air ke atas (aksi pulsion) dan masuk daerah transporting zone yang kemudian terbawa aliran horizontal ke luar tangki Jig (discharge).

Secara animasi Gerakan partikel dalam tangki Jig dapat dilihat pada gambar berikut:

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.

Versi Lama

Pengertian Pemisahan Secara Gravitasi. Gravity separation merupakan Operasi konsentrasi atau pemisahan satu mineral atau lebih dengan mineral lainnya yang memanfaatkan perbedaan nilai density, berat jenis dari mineral-mineral yang akan dipisah. Mineral-meneral yang terdapat dalam bijih akan merespon gaya gravitasi sesuai dengan nilai density yang dimilikinya. Mineral-mineral yang memiliki density tinggi, biasaya disebut dengan mineral berat, sedangkan mineral yang memiliki density rendah biasa disebut mineral ringan.

Media yang digunakan pada pemisahan secara gravitasi adalah fluida, bisa air atau udara. Pada umumnya media pisahnya adalah air. Dalam media fluida partikel bergerak sesuai dengan densitas dan ukurannya.

Gerakan Partikel Pada Bidang Vertikal

Dalam fluida bidang vertical, mineral berat akan memiliki kecepatan pengendapan yang tinggi. Mineral ini akan memiliki lintasan yang relative lebih jauh dibanding dengan mineral ringan untuk satuan waktu yang sama. Perbedaan kecepatan relative antar partikel mineral dalam fluida inilah yang kemudian dimanfaatkan untuk operasi pemisahan.

Jarak  tempuh partikel mineral ditentukan oleh density dan ukuran, Jika density beda tapi ukuran sama, maka mineral berat akan melintas lebih dulu. Jika density sama tapi ukuran beda, maka mineral besar akan memiliki kecepatan lebih tinggi dan melintas lebih dulu.

Bijih dengan sejumlah partikel mineral dengan density dan ukuran beda diendapkan dalam tabung berisi air. Setiap mineral akan mengendap dengan kecepatan sesuai dengan density dan ukurannya. Pada dasar tabung akan tersusun lapisan berdasarkan density dan ukuran. Lapisan ini disebut stratifikasi mineral. Lapisan paling bawah ditempati oleh mineral berat dengan ukuran besar. Mineral ini mempunyai kecepatan pengendapan tertinggi. Lapisan di atasnya ditempati mineral berat dan ringan yang memiliki lintasan sama. (mineral berat dan ringan memiliki kecepatan pengendapan sama. Lapisan teratas ditempati oleh mineral ringan ukuran kecil. Mineral dengan Kecepatan pengendapan terendah.

Mineral-mineral yang masuk dalam kelompok mineral berat misalnya: kasiterite, emas, galena, tembaga, wolframite. Sedangkan mineral-mineral yang dikelompokan dalam mineral ringan misalnya: kuarsa, feldspar, mika, gypsum, graphite.

Gerakan Partikel Pada Aliran Tipis

Dalam fluida bidang miring, atau aliran tipis, atau flowing film, gerakan partikel mineral terdiri dari dua gerakan yaitu gerakan partikel sebelum mencapai dasar bidang miring, dan gerakan partikel mineral pada dasar bidang miring.

Gerakan Partikel Sebelum Mencapai Dasar Bidang Miring

Sebelum mencapai dasar bidang miring, Semua partikel mempunyai gaya aksi ke bawah atau mengendap yang proposional dengan ukuran dan density. Pada waktu yang bersamaan, dorongan fluida akan membawa partikel bergerak secara horizontal. Setiap mineral akan memiliki empat gaya yaitu, Gaya dorong fluida, Gaya gravitasi, Gaya apung, dan Gaya drag. Keempat gaya ini akan menentukan perilaku atau pergerakan mineral selama mengendap untuk mencapai landasan atau dasar bidang miring.

Setiap mineral akan mencapai dasar bidang miring sesuai dengan density dan ukurannya. Mineral berat dengan ukuran besar akan mengendap dan mencapai dasar lebih awal. Partikel ini memiliki lintasan terpendek. Sedangkan Partikel ringan yang berukuran kecil akan mengendap terakhir dan melintas paling jauh.

Gerakan Partikel Di Dasar  Bidang Datar, Landasan Aliran (Dasar/Lantai)

Setelah mencapai dasar bidang miringnya, setiap pertikel mineral akan dikenai distribusi kecepatan fluida atau gaya dorong fluida yang tidak sama. Kecepatan fluida hampir nol pada pemukaan  atau dasar bidang. Dan maksimum pada interface atau antarmuka fluida-udara. Di dasar bidang ini, partikel akan bergerak dengan cara menggelinding/rolling atau meluncur/sliding. Aksi rolling terjadi pada zona fluida dengan kecepatan yang relatif tinggi. Aksi Roliing tergantung pada bentuk partikel dan kekasaran dari permukaan bidang miringnya. Sedangkan Aksi sliding terjadi pada zona dengan kecepatan rendah, dekat permukaan bidang datar. Aksi Sliding tergantung pada kedalaman lapisan fluida dan sudut bidang datarnya.

Gerakan partikel pada dasar bidang miring dipengaruhi oleh Gaya dorong fluida, Gaya gravitasi , dan Gaya gesek. Ketiga gaya ini akan bertanggung jawab terhadap pergerakan pertikel. Dan Resultan ketiga gaya inilah yang menentukan posisi dari partikel di dasar bidang datar.

Jika partikel mempunyai density dan ukuran berbeda, maka Pergerakan Partikel ditentukan oleh ukuran dan density. Partikel besar dan ringan bergerak lebih cepat dari yang lainnya dan akan menempati posisi terdepan. Partikel-partikel ini akan memiliki lintasan terjauh. Sedangkan Partikel-partikel kecil dan berat akan bergerak paling lambat dan akan menempati posisi terakhir. Partikel-partikel ini memiliki lintasan terpendek.

Alat Pemisah Untuk Metoda Gravity Separation

Beberapa alat atau concentrator yang umum digunakan pada operasi pengolahan bijih-mineral adalah:

Jig Concentrator

Shaking Table

Humprey Spiral

Sluice Box

Kriteria Konsentrasi, Concentration Criteria

Besaran yang dapat digunakan untuk memprediksi apakah operasi konsentrasi berdasarkan gravitasi dapat dilakukan dengan mudah atau sulit, bisa ditentukan dengan menggunakan persamaan berikut:

Kriteria Konsentrasi, KK = (ρ_b – ρ_f) / (ρ_r – ρ_f)

ρ_b = spesifik gravity mineral berat

ρ_r = spesifik gravity mineral ringan

ρ_f = spesifik gravity fluida

Jika mineral-mineral yang akan dipisah memiliki nilai criteria konsentrasi lebih daripada 2,5 atau KK > 2,5, maka operasi pemisahan dapat dengan mudah dilakukan. Jika minera-mineral yang ada dalam bijih memiliki nilai criteria konsentrasi antara 1,25 sampai dengan 2,25 atau 1,25 < KK < 2,5, maka pemisahan secara gravity relatif sulit, namun masih mungkin dengan menjaga variable-variabel operasi secara ketat. Sedangkan bijih yang mengandung mineral-mineral dengan nilai criteria konsentrasinya kurang daripada 1,25, atau KK < 1,25, secara komersial pemisahan hampir tidak mungkin.

Pengertian Pemisahan Secara Gravitasi atau Gravity separation atau Pengolahan Bijih dengan prinsip Gravitasi dengan Prinsip Pemisahan bijih secara garvitasi berdasarkan Prinsip Selisih Berat jenis Mineral Bijih. Fluida Pemisahan secara Graviti dengan Gerakan Partikel Pada Bidang Vertikal dan Pengaruh Ukuran dan Berat jenis pada pengendapan. Contoh Pengolahan secara gravity dan Contoh bijih diolah cara gravity.

Pengolahan Graviti Bijih kasiterite emas galena tembaga wolframite. Gerakan Partikel Pada Aliran Tipis dan  Fluida bidang miring aliran tipis atau flowing film. Gerakan Partikel Sebelum Mencapai Dasar Bidang Miring dengan Faktor yang mempengaruhi pemisahan cara gravity yaitu Gaya yang bekerja pada pemisahan cara gravity. Gaya dorong fluida pada pemisahan cara gravity dan Gaya gravitasi pada pemisahan cara gravity.

Gaya apung dan Gaya drag pada pengolahan cara gravity serta Gerakan Partikel pada  Bidang Datar dalam Landasan Aliran (Dasar/Lantai). Gaya dorong dan Gaya Gesek pada partikel dengan Contoh Alat Pengolahan cara Gravity Separation. Jenis Mesin concentrator pengolahan bijih-mineral cara Gravity diantarany Jig Concentrator, Shaking Table, Humprey Spiral, Sluice Box.

Kriteria Konsentrasi atau Concentration Criteria. Contoh soal cara hitung kriteria konsentrasi dengan Rumus kriteria konsentrasi yang memiliki spesifik gravity mineral berat, spesifik gravity mineral ringan dan spesifik gravity fluida.