Merancang Pabrik Pengolahan Bijih Mineral

Rancangan Pengolahan Bijih Besi Magnetite.

Ada beberapa data yang harus dipersiapkan sebelum memulai merancang suatu bagan atau alur pengolahan mineral. Data-data tersebut adalah:

  • komposisi kimia
  • uji mekanik (kekerasan, work index, dll))
  • sifat fisika (kemagnetan, kelistrikan, dll)
  • uji ayak (sieve analisys, distribusi ukuran umpan, ukuran produk)
  • Mineralografi (mikroskopk analisis, difratometry)
  • simulasi/uji  pemisahan bijih/mineral skala laboratorium.

Komposisi Kimia Bijih Besi Magnetite.

Hasil uji laboratorium untuk komposisi kimia bijih besi magnetic dapat dilihat pada table. Pengujian biasanya meliputi lima unsur yang terdiri dari unsur besi (Fe) sebagai unsur utama, Silikon (Si), Alumunium (Al), Phophor (P), dan Sulphur (S) sebagai elemen-elemen pengotor yang yang harus diketahui untuk mengevaluasi  tingkat keberhasilan pengolahan.

Tabel 1. menunjukkan komposisi kimia bijih besi asal Kalimantan Selatan. Sampel Bijih besi yang diuji adalah bijih besi primer.

Komposisi Kimia Bijih Besi Magnetite

Tabel 1. Komposisi Kimia Bijih Besi Magnetite

Kompisisi kimia bijih biasanya ditulis dalam bentuk senyawa oksida. Di laboratorium kimia, penentuan kandungan/kadar unsur-unsur yang terdapat dalam sampel bijih dilakukan dengan analisis basah, sampel bijih dilarutkan dalam reagen kimia tertentu, dengan kondisi tertentu pula. Pada analisis basah ini yang ditentukan adalah unsur, bukan senyawa. Bila sampelnya adalah bijih besi, maka unsur Fe ditentukan atau dicari dengan cara pelarutan. Setelah diperoleh nilai Fe yang dinyatakan dalam persen berat, maka nilai persen Fe dikonversikan ke Fe-oksida secara stoikiometri menjadi Fe2O3 (hematite) atau Fe3O4 (magnetite). Begitu juga dengan unsur  Alumunium, yang ditentukan adalah unsur Al dalam persen berat, kemudian dikonversi ke Al2O3 (alumina). Jadi penulisan senyawa oksida yang terdapat pada sertifikat hasil uji komposisi kimia sampel bijih merupakan konversi  dari unsur-unsurnya. Penulisan ini dapat menimbulkan salah interpretasi bagi kalangan tertentu. Terutama yang tidak mengerti bagaimana komposisi kimia dilakukan dan bagaimana karekteristik bijih atau mineral yang diuji.

Komposisi Mineral Besi.

Sebagian besar elemen Besi terdapat dalam mineral magnetite, sedangkan sisanya terdapat pada hematite, limonite, dan goethite. Mineral Magnetite merupakan mineral utama pada bijih besi magnetite diikuti oleh mineral besi lain dalam jumlah yang terbatas. Kehadiran mineral besi selain magnetite dapat menimbulkan konsekuensi pada pengolahan yaitu akan ada kecenderungan hilangnya sejumlah mineral besi ke tailing.

Mineral Besi Pada Bijih Besi Magnetite

Tabel 2. Mineral Besi Pada Bijih Besi Magnetite

Makroskopik Bijih Besi Magnetite.

Secara visual bijih besi magnetite tampak berwarna merah, namun bagian dalam atau permukaan patahan/belahan akan tampak berwarna gelap mengkilap. Warna permukaan yang merah menunjukkan telah terjadinya proses oksidasi atau pelapukan oleh lingkungan sekitarnya.

Bijih Besi Magnetite

Bijih Besi Magnetite

Mikroskopik Bijih Besi Magnetite.

Mineral besi terdistribusi tidak merata dalam fragmen batuan bijih dengan batas butir antara mineral besi (M) dan fragmennya sangat jelas, seperti ditunjukkan dalam gambar di bawah. Ditemukan banyak poros dan retakan di batas butir maupun di dalam butir mineral besi. Ukuran poros mulai dari ukuran kecil, kurang daripada 10 mikron sampai poros ukuran besar, lebih daripada 500 mikron. Poros dan retakan ini akan sangat membantu saat operasi pengecilan ukuran, baik operasi crushing  maupun grinding. Sebagian mineral besi berukuran antara 200 sampai 500 mikron dan sisanya berukuran kurang daripada 200 mikron.

Mikroskopik Bijh Besi Magnetite dan Gangue

Mikroskopik Bijh Besi Magnetite dan Gangue (Fragmen batuan)

Distribusi Ukuran Bijih Besi Magnetite.

Sieve Analysis Ukuran Umpan

Bijih besi yang akan diumpankan ke dalam pabrik pengolahan harus memiliki ukuran atau distribusi ukuran yang sudah disesuaikan dengan ukuran, jenis atau spesifikasi alat/mesin pengolahan. Pada gambar di bawah dapat dilihat distribusi ukuran bijih besi yang sudah siap diumpankan dalam pabrik pengolahan. Ukuran terbesar adalah 50 cm atau 500 milimeter. Jika dari tambang ada yang lebih besar dari 500 mm, maka bijih tersebut harus dikeluarkan, dan dikecilkan dahulu sebelum dapat diteruskan untuk diolah.

Distribusi Ukuran Bijih Besi Magntite

Distribusi Ukuran Bijih Besi Magntite

Dari gambar diketahui bahwa lebih dari 80 % bijih berukuran kurang dari 420 mm. Ukuran ini akan menjadi acuan dalam penentuan variable operasi pengecilan ukuran bijih tahap pertama, yang biasa disebut crushing.

Simulasi Crushing dan Magnetic Separation.

Kadar dan recovery  Fe Bijih Besi Hasil Proses Crushing.

Pada gambar di bawah dapat dilihat kandungan dan recovery Fe dalam bijih besi hasil operasi crushing yang dipisah oleh pemisahan magnetik atau Magnetic Separator. Data ini digunakan jika rancangan pengolahan memasang magnetik separator sebelum operasi grinding. Tujuan pemisahan ini adalah untuk mengurangi jumlah umpan yang masuk dalam operasi grinding. Pengotor seperti tanah, batuan selain bijih besi atau gangue dapat dibuang pada operasi pemisahan ini. Dengan demikan beban ball mill dapat berkurang.

Simulasi Crushing Dan Magnetic Separation

Hasil Simulasi Crushing Dan Magnetic Separation. Pengaruh Ukuran Bijih Besi Terhadap Kadar dan Recovery Fe