Tahap Proses Pengolahan Pasir Besi

Pasir Besi

Pasir besi merupakan salah satu sumber besi yang dalam pemanfaatannya masih belum optimal. Di Indonesia pasir besi sampai saat ini masih terbatas hanya digunakan sebagai bahan tambahan pada pabrik semen. Sedangkan pemanfaatan pasir besi di luar negeri seperti di Negara Selandia Baru sudah digunakan sebagai bahan baku pembuatan besi baja. Begitu juga dengan Negara Cina yang sudah sejak lama menggunakan pasir besi sebagai bahan baku pembuatan besi baja.

Komposisi Kimia Pasir Besi

Pasir besi mengandung mineral besi utama yaitu titanomagnetite dengan sedikit magnetite dan hematite yang disertai dengan mineral pengotor yang memiliki unsur dominan Alumunium, silicon dan vanadium. Unsur-unsur ini biasa ditulis di sertifikat dengan Al2O3, SiO2 dan V2O5. Pengotor lainnya yang biasa terdapat dalam pasir besi adalah fosfor dan sulfur.

Komposisi Kimia Pasir Besi

Tabel 1. Komposisi Kimia Pasir Besi

Diagram Alir Pengolahan Pasir Besi

Mineral besi utama dalam pasir besi memiliki sifat kemagnetan yang tinggi. Sedangkan mineral pengotornya atau gangue memiliki sifat kemagnetan yang rendah. Sehingga mineral besi dan mineral gangue memiliki selisih kemagnetan yang tinggi. Perbedaan sifat kemagnetan ini menjadi alasan utama, mengapa peningkatan kadar Fe atau mineral besi dalam pasir besi selalu menggunakan alat konsentrasi magnetic separator.

Beberapa alat konsentrator lain yang biasa digunakan dalam pengolahan pasir besi adalah spiral konsentrator atau palong, sluice box. Alat ini memanfaatkan perbedaan sifat fisik densitas. Prinsip pemisahannya berdasarkan pada perilaku partikel dalam aliran fluida tipis. Konsentrasi dengan alat ini biasanya dilakukan diawal pengolahan.

Sifat kemagnetan mineral besi dalam pasir besi sangat kuat, sehingga operasi konsentrasinya dapat menggunakan magnetic separator dengan intensitas rendah, kurang dari 1200 gauss. Sebagian pasir besi terdapat di daerah pesisir atau pantai, oleh karenanya pengolahan selalu dilakukan dengan metoda basah, ditambahkan air dengan perbandingan tertentu.

Diagram Alir Konsentrasi Pasir Besi

Gambar 1. Diagram Alir Konsentrasi Pasir Besi

Gambar 1 menunjukkan salah satu contoh pengolahan pasir besi dengan kadar Fe awal 37 persen. Pengolahan menggunakan dua tahap pemisahan dengan magnetic separator  tipe double drum. Dari pengolahan ini diperoleh Konsentrat akhir yang mengandung Fe sebesar 56 persen.

Pengaruh Jumlah Tahapan Konsentrasi Terhadap Kadar Konsentrat

Peningkatan Kadar Fe dengan menggunakan magnetic separator dilakukan dengan melalui beberapa tahapan. Pada Tahap-tahap awal,  biasanya menggunakan magnetic separator dengan intensitas tinggi. Hal ini untuk mendapatkan atau mengambil Fe dalam mineral besi setinggi mungkin. Pada tahap berikutnya digunakan intesitas magnet yang lebih rendah, agar mendapatkan kadar yang tinggi.

Pengaruh Jumlah Tahap Konsentrasi Pada Kadar Fe Di Konsentrat

Gambar 2. Pengaruh Jumlah Tahap Konsentrasi Pada Kadar Fe Di Konsentrat, MS.1 = Magnetic Separator Ke Satu, MS.4 = Magnetic Separator Ke Empat

Pada Gambar 2 ditunjukkan pengaruh jumlah tahapan konsentrasi yang menggunakan magnetic separator, mulai dari satu tahap, artinya pengolahan hanya menggunakan satu magnetic separator. Sampai konsentrasi menggunakan empat tahap, artinya pengolahan menggunakan empat magnetic separator secara seri.

Dari gambar dapat diketahui jika pemisahan  hanya mengunakan satu magnetic separator, maka konsentrat akan mengandung Fe sebesar 36 persen. Namun jika pemisahan menggunakan empat magnetic separator, maka konsentrat akan memiliki kandungan Fe sekitar 56 persen. Pasir besi sebagai umpan memiliki kandungan Fe awal sekitar 21 persen.

Mineral Besi Dan Kandungan Unsur Ti

Unsur logam yang terikat dalam mineral besi adalah Titan, yang membentuk mineral titanomagnetite.  Dengan demikian operasi konsentrasi, selain menaikkan unsure Fe, secara alami unsur Ti juga ikut naik. Kehadiran Ti dalam mineral besi ini tentunya akan membatasi kandungan maksimum dari unsur Fe. Setiap kenaikan Fe akan diikuti oleh kenaikan unsurTi. Setelah operasi konsentrasi Fe dapat naik menjadi sekitar 58 sampai 61 persen dengan kandungan Ti sekitar 3 sampai 5 persen.

Hubungan Kandungan Ti dan Fe Pada Pasir Besi

Gambar 3. Hubungan Kandungan Ti dan Fe Pada Pasir Besi

Mikroskopik Pasir Besi.

Keberhasilan pemisahan pasir besi sangat ditentukan oleh derajat liberasi dari mineral besi dan gangue-nya. Derajat liberasi partikel mineral besi tergantung pada ukuran partikelnya. Observasi mikroskop menunjukkan pada ukuran kasar derajat liberasi mineral besi sangat rendah. Pada ukuran kasar Partikel mineral besi dan gangue masih terikat dalam satu partikel. Parikel-partikel yang mengadung mineral besi dan gangue disebut mineral middling. Kehadiran Mineral middling akan berdampak pada kualitas pengolahan.

Mineral Besi Pada Pasir Besi

Gambar 4. Mineral Besi Pada Pasir Besi

Gambar 5 menunjukkan hubungan derajat liberasi dengan ukuran partikel pasir besi. Pada ukuran kasar, 500 mikron pasir besi hanya memiliki derajat leberasi  54 persen. Artinnya hanya 54 persen mineral besi yang terbebas dari ikatan dengan gangue mineral. Ada sekitar 46 persen mineral besi yang terikat dengan gangue membentuk mineral middling. Derajat liberasi relatif tinggi pada pasir besi yang berukuran kurang daripada 125 mikron. Hanya sekitar 8 persen mineral besi yang terikat dengan gangue membentuk mineral middling.

Hubungan Derajat Liberasi Dengan Ukuran Pasir Besi

Gambar 5. Hubungan Derajat Liberasi Dengan Ukuran Pasir Besi

Pengaruh Middling Mineral Terhadap Recovery Dan Kadar Fe Di Konsentrat

Ketika pengolahan harus menghasilkan kadar Fe yang tinggi, maka middling mineral harus masuk dalam jalur tailing. Hal ini akan menyebabkan sebagian mineral besi, yaitu mineral besi yang terikat dengan gangue atau middling masuk dalam jalur tailing. Hasil akhirnya adalah recovery Fe menjadi turun atau rendah. Ketika pengolahan harus mendapatkan recovery Fe yang tinggi, maka mineral middling akan masuk dalam konssentrat. Karena middling mineral mengikat gangue mineral, maka konsentrat yang dihasilkan akan memiliki kadar Fe rendah.

Di sini sangat jelas bahwa middling mineral menjadi sangat kompromis dalam pengolahan. Artinya jika mineral middling tetap seperti apa adanya maka, kadar dan recovery akan menjadi saling berlawanan seperti yang ditunjukkan pada Gambar 6. Dari Gambar 6 dapat dijelaskan, jika pengolahan pasir besi mentargetkan kadar Fe sekitar 59 persen, maka Fe yang dapat direcover atau diambil hanya sekitar 52 persen. Artinya sekitar 48 persen Fe akan masuk jalur tailing. Sebaliknya, jika pengolahan pasir besi mentargetkan recoveri Fe sekitar 80 persen, maka konsentrat hanya akan memiliki kadar Fe sekitar 54 persen. Artinya sejumlah mineral gangue, biasaanya dalam middling masuk jalur konsentrat.

Hubungan Recovery Fe Dengan Kadar Fe Di Konsentrat

Gambar 6. Hubungan Recovery Fe Dengan Kadar Fe Di Konsentrat

Hubungan Kadar Fe Konsentrat Dengan Ukuran Partikel Pasir Besi

Pengaruh ukuran partikel pasir besi terhadap kandungan Fe setelah dilakukan konsentrasi dapat dilihat pada Gambar 7 di bawah. Pada ukuran yang kasar sekitar 500 mikron, kandungan Fe adalah antara 38 – 48 persen. Sedangkan kandungan Fe dapat mencapai 59 – 61 persen jika ukuran pasir besi yang diolah kurang dari 125 mikron.

Pengaruh Ukuran Pasir Besi Terhadap Kadar Fe Dalam Konsentrat

Gambar 7. Pengaruh Ukuran Pasir Besi Terhadap Kadar Fe Dalam Konsentrat

Dari gambar diketahui, jika pasir besi yang diolah memiliki ukuran 100 sampai 500 mikron, maka kandungan Fe dalam konsentrat tidak akan pernah mencapai 61 persen. Kandungan Fe hanya akan mencapai angka 59 -61 persen, jika  pasir besi yang berukuran lebih besar daripada 125 mikron dikeluarkan dari proses pengolahan dengan cara diayak. Tentu saja hal ini akan menyebabkan recovery menjadi sangat rendah.