Tag: Persen Solid

Pengertian Classifier: Classsifier merupakan alat yang digunakan untuk pemisahan partikel (mineral bijih) berdasarkan pada kecepatan pengendapan di dalam fluida. Kecepatan pengendapan suatu partikel tergantung pada ukuran, bentuk dan density.

Faktor Yang Mempengaruhi Gerakan Partikel Dalam Fluida,

Beberapa faktor yang mempengaruhi Gerakan partikel dalam fluida diantaranya adalah…

• Kecepata relative partikel yang memiliki spesifik gravity sama merupakan fungsi dari ukuran. Partikel berukuran besar akan tenggelam lebih dulu dibandingkan partikel berukuran kecil.
• Partikel yang memiliki ukuran dan bentuk sama namun memiliki spesifik gravity berbeda, partikel yang lebih berat akan mengendap terlebih dahulu.
• Partikel yang memiliki ukuran dan spesifik gravity sama namun memiliki bentuk yang berbeda, maka partikel yang memiliki bentuk dengan hambatan besar akan lebih lambat dibanding dengan partikel memiliki bentuk dengan hambatan rendah.

Fungsi Rake – Spriral Classifier

Beberapa tujuan atau fungsi dari pemasangan classifier dalam sirkuit pengolahan bahan galian tambang (mineral) diantaranya adalah sebagai berikut…

• Mengeluarkan produk yang telah memenuhi syarat sebagai produk akhir penggerusan pada ukuran tertentu, baik untuk proses konsentrasi atau lainnya.
• Mengembalikan material yang belum memenuhi persyaratan ukuran oversize – material kasar ke ball mill
• Menghindari terjadinya penggerusan yang berlebihan atau over grinding untuk menghindari ukuran partikel yang terlalu halus,
• Meningkatkan efisiensi energi penggerusan, karena material yang sudah halus tidak ikut digerus terus menerus.
• Memperoleh jumlah material yang berukuran dekat dengan ukuran produk akhir (ukuran pemisahan)

Rake Spiral Classifier

Rake classifier merupakan classifier yang memanfaatkan gaya gravitasi sebagai gaya luar yang mempengaruhi pengendapan partikel. Rake Classifier disebut juga mechanical classifier.

Komponen – Utama Rake Spiral Classifier

Komponen utama dari sebuah rake classifier adalah tangki- kolam pengendapan dan rake – spiral pengaduk seperti ditunjukkan pada gambar berikut…

Kolam Pengendapan Rake Spiral Classifier.

Kolom pengendapan dapat berupa tangki atau berbentuk seperti mangkuk besar atau saluran. Kolam merupakan tempat terjadinya pemisahan antara partikel bermassa ringan – undersize dan bermassa berat – oversize.

Rake Pengaduk Rake Spiral Classifier,

Rake / spiral pengaduk merupakan alat pada classifier yang berfungsi sebagai pengaduk dan sekaligus mengeluarkan produk underflow (material bermassa berat dan oversize). Pengaduk berbentuk rake seperti sikat atau spiral.

Rake atau spiral menarik material yang mengendap di dasar kolam ke arah belakang dari kolam pengendapan. Sedangkan overflow membawa material bermassa ringan dan undersize keluar melalui bibir overflow. Bibir overflow dapat diatur tingginya disesuaikan dengan besarnya massa atau ukuran  yang diinginkan.

Motor Pengerak Spiral Classifier

Motor penggerak adalah motor yang berfungsi untuk memutar spiral. Sebagian besar kebutuhan energi listrik digunakan untuk menjalankan motor ini. Selama berputat spiral akan menarik material yang mengendap pada dasar tangki classifier.

Motor Pengatur Pintu Overflow,

Motor pengatur pintu overflow dapat manaikkan atau menurunkan tinggi dari bibir overflow. Pengaturan ini dilakukan untuk mendapatkan ukuran pemisahan yang paling sesuai dengan kebutuhan produk  dari overflow.

Daerah Zone Pada Kolam – Rake Spiral Classifier,

Kolam pengendapan classifier dibagi menjadi 5 zone yang spesifik dengan fungsi masing masing. Seperti ditunjukkan pada gambar berikut

Zone A – Rake Spiral Classifier,

Zone A merupakan daerah abadi yang terdiri dari lapis tipis endapan yang selalu berada pada tempatnya dan berfungsi sebagai pelindung alas kolam dari gesekan dengan rake – spiral. Daerah ini terbentuk ketika classifier dioperasikan pertama kali.

Zone B – Rake Spiral Classifier,

Zone B merupakan daerah yang menjadi tempat partikel partikel mengendap. Partikel yang mengendap akan tertarik oleh rake – spiral ke belakang menjadi produk underflow.

Zone C – Rake Spiral Classifier,

Zone C merupakan daerah yang dipengaruhi oleh kondisi hidered settling. Zone C menjadi bagian utama dari kolam (classifier) yang selalu bergejolak karena adanya pengadukan dari rake pengaduk.

Pengadukan menyebabkan pulp selalu dalam keadaan tercampur merata dan memberikan effect gaya dorong ke atas. Pada daerah ini partikel berukuran undersize atau  ringan terdorong ke atas masuk zone aliran horizontal, sedangkan partikel berukuran oversize atau berat akan tetap turun ke dasar classifier.

Klasifikasi atau Pemisahan partikel peritikel di zone C dipengaruhi oleh kondisi hindered settling yang tergangtung pada besar ukuran dan density masing masing partikel

Zone D – Rake Spiral Classifier,

Zone D merupakan aliran horizontal yang terletak pada bagian permukaan atas kolam. Zone D dimulai dari tempat umpan masuk sampai ke bibir overflow. Umpan yang masuk kolam berupa pulp.

Pulp didaerah zone D lebih encer dibandingkan dengan zone lainnya. Di zone D Proses klassifikasi lebih dipengaruhi oleh kondisi free settling.

Zone E – Rake Spiral Classifier,

Zone E merupakan daerah sempit di belakang tempat masuknya umpan. Partikel partikel yang mencapai daerah ini akan mengendap dan akhirnya akan tertarik oleh rake – spiral menjadi produk underflow.

Prinsip – Cara Kerja Rake Spiral Classifier,

Partikel partikel yang masuk ke kolam cenderung bergerak ke arah daerah zone C. Arah pergerakan selanjutnya sangat tergantung pada ukuran density dan bentuknya.

Pada daerah C ini ada pengadukan yang menyebabkan timbulnya gaya ke atas. Setiap pertikel akan mendapat pengaruh dari gaya dorong ini. Partikel partikel ringan dan berukuran kecil akan masuk zone D yaitu aliran horizontal dan langsung terdorong aliran ke arah bibir classifier menjadi overflow.

Partikel partikel yang lebih berat dan besar akan masuk ke daerah hindered settling. Partikel partikel ini akan mendapat gaya dorong ke atas dari air. Pengaruh selanjutnya tergantung pada kecepatan teminal masing masing partikel.

Partikel yang memiliki kecepatan terminal lebih rendah dari kecepatan vertical air akan terdorong masuk ke aliran horisontal. Sedangkan, partikel yang bergeak dengan kecepatan terminal lebih besar dari air akan tetap turun dan mengendap di zone B.

Endapan partikel  di zone B akan tertarik oleh rake – pengaduk ke belakang classifier menjadi underflow. Selanjutnya masuk ke Ball mill untuk digerus Kembali menjadi lebih halus.

Faktor Yang Mempengaruhi Rake Spiral Classifier,

Beberapa faktor yang mempengaruhi keberhasilan pemisahan menggunakan classifier diantaranya adalah pengadukan, tinggi bibir overflow, kemiringan tangki classifier, dan dilution.

Pengadukan – Rake Spiral Classifier,

Pengadukan ditimbulkan oleh putaran rake – spiral di alas kolam bagian bawah. Putaran rake menyebabkan Gerakan fluida ke arah atas vertical. Pengadukan akan mempenaruhi ukuran pemisahan.

Putaran yang tinggi mengakibatkan overflow mengandung partikel kasar dan berat, sebaliknya pada putaran rendah, overflow akan berisi partikel halus dan ringan.

Tinggi Bibir – Rake Spiral Classifier,

Tinggi bibir overflow akan mempengaruhi luas permukaan kolam pengendapan classifier. Bibir overflow yang dipasang lebih tinggi akan menyebabkan kolam menjadi lebih luas. Ukuran pemisahan menjadi halus. Overflow mangandung lebih banyak partikel kecil dan ringan.

Sebaliknya, bila bibir overflow dibuat rendah, maka luas kolam menjadi lebih kecil. Ukuran pemisahan menjadi kasar. Overflow mengandung partikel besar dan berat.

Kemiringan Tangki – Rake Spiral Classifier,

Kemiringan classifier diukur dari lantai dan bawah tangki pengandapan classifier seperti ditunjukkan pada gambar di atas.

Pada sudut kemiringan (q) kecil, permukaan kolam menjadi lebih luas dan kemiringan jalur keluarnya underflow menjadi lebih rendah. Pemisahan menjadi lebih halus, overflow mengadung partikel halus dan ringan.

Pada Sudut kemiringan kecil, keluaran underflow menjadi lebih rendah, sehingga kandungan air dalam underflow menjadi lebih banyak.

Classifier dengan sudut kemiringan lebih besar akan memiliki permukaan kolam pengendapan yang lebih kecil. Hal ini mengakibatkan ukuran pemisahan menjadi kasar dan kandugan air underflow menjadi lebih sedikit.

Dilution Overflow – Rake Spiral Classifier,

Dilution adalah perbandingan massa air dan massa padatan. Dilution overflow menjadi faktor utama yang menentukan batas pemisahan pada classifier.

Dilution overflow yang makin besar, maka batas pemisahan menjadi makin halus. Sebaliknya, jika overflow memiliki dilution yang kecil, maka batas pemisahan menjadi lebih besar.

Dilution overflow 9 : 1 merupakan  dilution terbesar yang menghasilkan pemisahan paling halus. Perbendingan air dan padatan di atas atau bawah 9 : 1, misal dilution  10 : 1 atau 8 : 1 akan menghasilkan pemisahan yang lebih kasar. Dilution 9 : 1 disebut sebagai dilution kritis.

Rumus Dilution

Dilution dapat dinyatakan dengan rumus berikut:

D = M_A/M_S

D = dilution

M_A = massa air

M_S = massa padatan

Cara Menentukan – Memilih Ukuran Rake Spiral Classifier,

Parameter utama dalam memilih sebuah spiral classifier adalah kapasitas yang dapat dihasilkan. Penentuannya tergantung pada alat lain yang digunakan yang dipasang sebelum classifier. Classifier lazim dirangkai dengan ball mill.

Jadi, pemilihan model atau ukuran spiral classifier tergantung pada kapasitas dari ball mill. Classifier dipasang setelah ball mill. Produk ball mill diinput ke classifier yang kemudian diklasifikasi berdasarkan pada kecepatan relative partikelnya menjadi dua produk yaitu produk overflow dan underflow.

Pada Tabel di bawah ditunjukkan tipe/model spiral classifier yang banyak digunakan dalam operasi pengecilan ukuran bahan galian tambang.

Tabel di atas meliputi data data teknis yang dapat digunakan untuk memilih atau menentukan ukuran spiral classifier yang dibutuhkan.

Model FG 12 Spiral Classifier,

Spiral classifier model FG12 memiliki diameter spiral 1200 mm. Angka 12  pada FG 12 menujukkan diameter spiral yaitu mengalikan 12 dengan 100.

Ukuran spiral merupakan bagian yang menjadi pembeda diantara model model classifier. Classifier yang memiliki ukuran spiral yang basar akan mampu mengolah material lebih banyak.

Menentukan Kapasitas Spiral Classifier Model FG 12,

Kapasitas spiral classifier diukur dari jumlah ouput yaitu keseluruhan yaitu overflow dan underflow. Keluaran underflow yang mengandung psrtikel berukuran oversize disebut dengan circulating load sedangkan keluaran yang mengandungn undersize disebut overflow.

Spiral classifier model FG 12 mampu mengeluarkan overflow sebanyak 155 ton dalam 24 jam dan menghasilkan underflow antara 1170 hingga 1600 ton selama 24 jam. Jumlah underflow yang dihasilkan classifier akan dikembalikan ke dalam ball mill.

Dengan demikian jumlah undeflow ini harus disesuaikan dengan kapasitas dari ball mill. Karena ball mill mendapat umpan baru dari operasi crushing atau bahkan dari ball mill tahap pertama atau sebelumnya.

Menentukan Kecepatan Putar Spiral Classifier Model FG 12,

Fungsi spiral pada classifier adalah untuk memberikan efek pengadukan sehingga menimbulkan gaya dorong ke atas dalam fluida. Selain itu spiral juga berfungsi untuk menarik partikel yang mengendap pada dasar tangki ke arah belakang classifier menjadi underflow.

Kecepatan putar tergantung pada diameter dari spiralnya. Semakin besar diameternya, maka semakin cepat spiral harus diputar. Pada kolom ketiga tertera bahwa spiral classifier model FG 12 dapat diputar antara 5,6 hingga 7 rpm.

Menentukan Daya Listrik Spirak Classifier Model FG 12,

Kebutuhan Energi listrik terbesar dari sebuah classifier adalah untuk memutar spiralnya. Energi listrik lainnya digunakan untuk menaikkan atau menurunkan pintu keluaran overflow.

Pada kolom keeman dan ketujuh dapat dilihat kebutuhan listrik untuk classifier model FG 12. Untuk memutar spiral dibutuhkan motor berdaya 5,5 kw dan untuk mengatur tinggi rendahnya bibir overflow dibutuhkan daya motor 2,2 kw.

Menentukan Berat Spiral Classifier Model FG-12,

Data berat spirl classifier untuk tiap modelnya ditampilkan dalam kolom ke-8. Data ini dibutuhkan ketika akan memindahkan mesin dari penjual ke pabrik pembeli dan selama pemasangan dipabrik.

Berat total spiral classifeir adalah 8,5 ton, sehingga alat angkut dan angkat yang akan digunakan harus cukup mampu mengangkat dan mengangkut seberat 8,5 ton, namun diusahkan lebih besar lagi.

Selama transportasi, kekuatan jalan dan jembatan yang akan dilewati mesti diketahui kemampuannya agar tidak merusak jalan dan jembatan. Jalan ke pabrik biasanya terbuat dari campuran batuan dan pasir sehingga kekuatannya perlu dipertimbangkan juga.

Data berat juga digunakan dalam merancang dudukan dan pondasi atau lantai dimana crusher akan diletakan. Pada saat pemasangan, mesin diangkat oleh crane yang harus mampu memindahkan dan mengankatnya.

Contoh Cara Menggunakan Rake Spiral Classifier – Pada Sirkuit Classifier – Ball Mill,

Penggunaan rake spiral classifier umumnya dipasang setelah operasi ball mill. Tujuannya adalah mengeluarkan material yang memiliki ukuran tertentu. Sehingga ukuran yang masuk ke operasi berikutnya relative terkontrol.

Sirkuit penggunaan rake spiral classifier yang dirangkai dengan ball mill ditunjukkan pada gambar berikut.

Sirkuit tersebut merupakan sirkuit yang lazim dipasang pada pengolahan bahan galian bijih tambang (mineral). Rake Spiral classifier dipasang setelah ball mill. Classifier memisah material menjadi dua bagian yaitu overflow (OF) dan underflow (UF).

Overflow (OF) merupakan ouput dari sirkuit yang mengandung material undersize. Dalam sirkuit tersebut target ukuran material adalah < 0,074 mm. Jadi, overflow mengandung partikel berukuran kurang dari 0,074 mm.

Underflow (UF) merupakan keluarkan spiral classifier yang mengandung partikel oversize yang berukuran lebih besar dari 0,074 mm. Partikel oversize ini masuk kembali ke dalam ball mill untuk digerus lagi bersama dengan umpan baru (F).

Laju underflow (UF) pada sirkuit classifier – ball mill selalu tetap. Sehingga menjadi beban yang selalu beredar dalam sirkuit tersebut, oleh karenanya disebut dengan istilah beban edar (BE) atau circulating load (CL).

Perbandingan antara massa beban edar (BE) dan massa umpan baru (F) yang masuk dalam sirkuit disebut rasio beban edar (BER) atau circulating load ratio (CLR).

Rumus Beban Edar Sirkuit Rake – Spiral Classifier – Ball Mill

Beban edar yang terjadi dalam sirkuit ball mill – classifier dapat dinyatakan dengan persamaan neraca bahan pada spiral classifier berikut..

input = output

diketahui

F = massa umpan baru (umpan baru masuk ke ball mill)

BE = massa beban edar (ton/jam)

OF = massa overflow (ton/jam)

UF = massa underflow (ton/jam)

input = F + BE

output = OF + UF atau

F + BE = OF + UF

Material Bahan Air Dalam Rake – Spiral Classifier,

Neraca bahan air yang terlibat dalam spiral classifier dapat dinyatakan dengan persamaan neraca air berikut…

Air masuk classifier = air keluar classifier atau

Air masuk classifier = air dalam underflow + air dalam oveflow

D_BM (F + BE) = D_UF (UF) + D_OF (OF)

D_BM (F + BE) = air masuk ke classifier

D_MB = dilution discharge ball mill = dilution umpan classifier

F = umpan baru (ton/jam)

BE = beban edar (ton/jam)

D_UF (UF) = air dalam underflow

D_UF = dilution underflow

UF = underflow (ton/jam)

D_OF (OF) = air dalam overflow

D_OF = dilution overflow

OF = overflow (ton/jam)

UF = BE dan

OF = F sehingga dapat ditulis ulang dari persamaan neraca air berikut

D_BM (F + BE) = D_UF (UF) + D_OF (OF) menjadi seperti berikut

D_BM (F + BE) = D_UF (BE) + D_OF (F) diselesaikan seperti ini

D_BM (F) + D_BM (BE) = D_UF (BE) + D_OF (F)

F (D_BM– D_OF) = BE (D_UF – D_BM)

BE = F (D_BM– D_OF)/(D_UF – D_BM)

Sehingga beban edar yang terjadi dalam sirkuit classifier – ball mill adalah

BE = F (D_BM– D_OF)/(D_UF – D_BM)

Rumus Circulating Load Ratio Rake Spiral Classifier

Circulating load ratio atau Rasio beban edar adalah perbandingan massa beban edar BE dan umpan baru F yang dirumuskan sebagai berikut

BER = BE/F

BER = (D_BM– D_OF)/(D_UF – D_BM)

BER = rasio beban edar

Contoh Soal Perhitungan Beban Edar Sirkuit Classifier – Ball Mill,

Perhatikan sirkuit ball mill classifier pada gambar berikut…

Dengan menggunakan data data pada gambar di atas hitunglah beban edar pada sirkuit tersebut.

Dari gambar sirkuit classifier – ball mill tersebut dapat diketahui parameter parameter operasi penggerusan sebagai berikut…

F = umpan = 10 ton/jam

A = air 30 ton /jam

S_BM = persen solid discharge ball mill

S_BM = 50 %

OF = laju overflow

OF = 10 ton/jam

S_OF = persen solid overflow

S_OF = 25%

UF = laju underflow

S_UF = persen solid underflow

S_UF = 75%

Cara Menentukan Beban Edar Sirkuit Ball Mill – Spiral Classifier,

Beban edar pada sirkuit tertutup yang melibatkan ball mill yang dirangkai dengan spiral classifier dapat dinyatakan dengan rumus berikut.

BE = F (D_BM– D_OF)/(D_UF – D_BM)

Pada rumus tersebut variabel yang digunakan dalam menghitung beben edar  adalah dilution, sedangkan data yang digunakan dalam sirkuit adalah persen solid. Dengan demikian perlu konversi dari persen solid ke dilution.

Cara Menentukan Dilution Dari Persen Solid

Dilution dapat diturunkan dengan menggunakan rumus persen solid seperti berikut…

Rumus Dilution

Dilution merupakan perbandingan massa air dan padatan yang diekspresikan sebagai berikut…

D = A/S

D = Dilution

S = padatan

A = air

Rumus Persen Solid

Persen solid dapat diekspresikan sebagau perbandingan massa padatan dan pulp seperti berikut.

S_P = S/(pulp)

S_P = Persen Solid

Pulp = A + S

S_P = S/(A + S) atau

S_P (A + S) = S atau

S_P A + S_P S = S atau

S_P A = S – S_P S atau

S_P A = S (1 – S_P) atau

A/S = (1 – S_P)/S_P

Jadi dilution dapat dinyatakan dengan rumus berikut

A/S = D = (1 – S_P)/S_P

Menghitung Dilution Overflow Classifier,

Dilution overflow spiral classifier dapat dinyatakan dengan rumus berikut

D_OF = (1 – S_OF)/S_OF

S_OF = 25% = 0,25

D_OF = (1 – 0,25)/0,25

D_OF = 0,75/0,25

D_OF = 3

Jadi dilution pada aliran overflow adalah 3. Ini artinya laju air 3 kali dari laju padatan.

Menghitung Dilution Underflow Classifier,

Dilution underflow spiral classifier dapat dihitung dengan menggunakan rumus berikut

D_UF = (1 – S_UF)/S_UF

S_UF = 80% = 0,8

D_UF = (1 – 0,75)/0,75

D_UF = 0,25/0,75

D_UF = 1/3

Jadi dilution pada underflow adalah 1/3. Ini artinya laju padatan 3 kali dari laju air.

Menghitung Dilution Discharge Ball Mill – Umpan Classifier,

Dilution discharge ball mill atau umpan spiral classifier  dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut

D_BM = (1 – S_BM)/S_BM

S_BM = 50% = 0,5

D_BM = (1 – 0,5)/0,5

D_BM = 0,5/0,5

D_BM = 1

jadi, dilution dari keluaran atau discharge ball mill yang juga umpan classifier adalah 1, Artinya laju air dan solid atau padatan adalah sama.

Menentukan Beban Edar Sirkuit Classifier – Ball Mill,

Besarnya beban edar yang dialami pada sirkuit ball mill classifier dapat dinyatakan dengan menggunakan rumus berikut..

BE = F (D_BM– D_OF)/(D_UF – D_BM)

BE = 10 (1 – 3)/(1/3 – 1)

BE = 10 (-2)/(-2/3)

BE = 30 ton/jam

Menentukan Rasio Beban Edar Circulating Load Ratio Classifier Ball Mill,

Rasio beban edar pada sirkuit classifier ball mill dapat dihitung dengan rumus berikut

BER = BE/F

BE = 30 ton/jam

F = 10 ton/jam, maka

BER = 30/10

BER = 3

Jadi rasio beban edar pada sirkuti classifier – ball mill adalah 3. Artinya beban yang beredara dalam sirkuit adalah tiga kali dari laju umpan baru yang masuk ke sirkuit.

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.