Teknologi dan Keekonomian Proses Pengolahan Laterit Nikel

Untuk memperoleh nikel dari tipe deposit laterit terdapat beberapa jalur proses pengolahan dan dapat diklasifikasikan seperti ditunjukkan pada Gambar 1 dan 2. Komposisi deposit laterit nikel akan bergantung pada tipe batuan induk, iklim tempat deposit terbentuk dan proses pelapukan. Hal ini memberikan hubungan yang spesifik antara komponen deposit dan pilihan proses pengolahannnya disertai kendala-kendalanya.

 

Gambar 1. Skema profil laterit, komposisi kimia dan jalur proses ekstraksi

Jalur proses pengolahan laterit nikel yang diterapkan secara komersial didasarkan pada kandungan magnesium (Mg) dan rasio nikel-besi (Ni/Fe). Saat ini terdapat dua (2) pilihan jalur proses ekstraksi, yaitu pirometalurgi dan hidrometalurgi (Gambar 5). Jalur proses ekstraksi pirometalurgi menggunakan tipe laterit nikel saprolit dengan produk nikel berupa ferro-nickel(FeNi), nickel pig iron, dan nickel sulfide matte (nickel matte).Sedangkan proses hidrometalurgi paling umum diterapkan untuk laterit limonit. Walaupun laterit saprolit mengandung  kadar nikel lebih tinggi (≤3%) daripada lapisan limonit tetapi kandungan magnesium yang tinggi dalam saprolit  menjadikannya kendala, menyebabkan konsumsi asam lebih banyak.

 

 Gambar 2. Bagan alir proses pengolahan laterit nikel

Proses Pirometalurgi

Pembuatan Ferro-Nickel

Pembuatan ferro-nickel dilakukan melalui dua rangkaian proses utama yaitu reduksi dalam tungku putar (rotary kiln, RK) dan peleburan dalam tungku listrik  (electric furnace, EF)  dan lazim dikenal dengan Rotary kiln Electric Smelting Furnace Process atau ELKEM Process.

Bijih yang telah dipisahkan, baik ukuran maupun campuran untuk mendapatkan kom­posisi kimia yang diinginkan, diumpankan ke dalam pengering putar (rotary dryer) bersama-sama dengan reductant dan flux. Selanjutnya dilakukan pengeringan sebagian (partical drying) atau pengurangan kadar air (moisture content), dan kemudian dipanggang pada tanur putar (rotary kiln) dengan suhu sekitar 700 -1000°C tergantung dari sifat bijih yang diolah.

Maksud utama pemanggangan (calcination) adalah untuk mengurangi kadar air, baik yang berupa air lembab (moisture content) maupun yang berupa air kristal (crystalized water), serta mengurangi zat hilang bakar (loss of ignition) dari bahan-bahan baku lain-nya. Selain itu, pemanggangan dimaksudkan juga untuk memanaskan (preheating) dan sekaligus mencampur bahan-bahan baku tersebut. Dalam tanur putar juga dilakukan reduksi pendahuluan (prereduction) secara selektif untuk mengatur kualitas produk dan meningkatkan efisiensi/produktivitas tanur listrik, sesuai dengan pasaran dan kadar bijih yang diolah. Sekitar 20% dari kandungan nikel bjiih tereduksi, reduksi terutama dilakukan untuk merubah Fe³⁺ menjadi Fe²⁺, sehingga energi yang dibutuhkan dalam tanur listrik menjadi lebih rendah. Bijih terpanggang dan tereduksi sebagian dari tanur putar ini dimasukkan ke dalam tanur listrik secara kontinu dalam keadaan panas (di atas 500°C), agar dapat dilakukan pereduksian dan peleburan. Dari hasil peleburan diperoleh feronikel (crude ferronickel) yang selanjutnya dimurnikan pada proses pemurnian. Crude ferronickel memiliki kandungan 15-25% Ni dan terkandungan pengotor yang tinggi seperti karbon, silikon dan krom. Pemurnian dilakukan  dengan  oxygen blowing untuk menghilangkan karbon, krom dan silikon juga ditambahkan flux berupa kapur, dolomit, flouspar, aluminium, magnesium, ferosilikon dsb., untuk menghasilkan slagyang memungkinkan sulfur dapat terabsorb pada saat pengadukan dengan injeksi nitrogen. Hasil proses pemurnian dituang menjadi balok feronikel (ferronickel ingot) atau digranulasi menjadi butir-butir feronikel (ferronickel shots), dengan kadar nikel di atas 30%. Diagram alir pembuatan ferronickel disajikan pada Gambar 3. Sedangkan diagram alir pemurnian disajikan pada Gambar 4.

Gambar 3.  Tipikal pembuatan ferronickel

Gambar 4. Tipikal pemurnian  ferronickel

Pabrik pembuatan ferronickel di Indonesia dilakukan oleh PT Aneka Tambang, Tabel 1, memperlihatkan parameter plant dari FENI-1 dan FENI-2 di Pomalaa.

Tabel 1. Parameter data   FENI-1 dan FENI-2 PT Aneka Tambang tbk

Furnace Parameter	FENI-1	FENI-2
Number of furnace	1
Furnace design	Hatch	Hatch
Shape	Circular	Circular
Hearth dimension (inside, m)	13.8 ID	17.0 ID
Hearth area (inside m2)	150	227
Sidewall cooling	Plate and waffles	Plate and waffles
Number electrode	3	3
Electrode diameter, mm	1500	1750
Transformer, MVA	45	60
Operating data
Power (MW)	32	42
Hearth power density (kW/m2)	215	185
Secondary voltage (phase)	570	620
Secondary voltage (electrode)	330	360
Secondary current, kA	34	39
Resistance per electrode, mΩ	9	9
Batch resistance per electrode, mΩ	9	9
Arc power.batch power ratio	0	0
Batch power density (kW/m2)	215	185
Arc voltage, V	0	0
Arc length (@17V/cm)	0	0
Electrode tip position	Brush arc	Brush arc
Charge cover at tips	Covered bash	Covered bash
Power cunsumption (kWh/ton)	510	510
Calcine feed temperature	750	750
Slag top temperature (oC)	1550	1550
Slag SiO2/MgO ratio	1,5	1,5
Slag %FeO	7	7
Metal % Ni	19	19
Metal % C	2,5	2,5

Bagan alir proses pengolahan mineral laterit nikel komersial di PT Antam dapat dilihat pada Gambar 5 dengan produknya sebagai berikut.

Produk utama:

·         Logam paduan ferronickel

·         Komposisi kimia:

o   High carbon Fe-Ni: 23.4%-Ni; 1.75%-C;

o   Low carbon Fe-Ni: 24.4%-Ni; 0.01%-C

Produk samping:

·         Terak; campuran logam oksida

Kondisi proses:

·         Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)

·         Rasio Fe/Ni rendah (5-6)

·         Kadar MgO tinggi

·         Rasio SiO₂/MgO >2.5

Gambar 5. Bagan alir proses ferronikel di PT. Aneka Tambang Tbk

Pembuatan Ni Matte

Nikel matte  dibuat secara komersial pertama kali  di Kaledonia Baru dengan menggunakan blast furnace  sebagai tanur peleburan dan gipsum sebagai sumber belerang sekaligus sebagai bahan flux. Tetapi dewasa ini pembuatan matte dari bijih oksida dilakukan dengan menggunakan tanur putar dan tanur listrik. Bagan alir yang disederhanakan dari proses ini digambarkan pada Gambar 6. Gambar tersebut menunjukkan bahwa sebagian besar dari tahap-tahap proses yang dilakukan dalam proses pembuatan ferronikel juga dilakukan dalam proses ini. Bijih yang kandungan airnya dikurangi, dimasukkan ke dalam tanur putar Kemudian berlangsung kalsinasi, pereduksian sebagian besar oksida nikel menjadi nikel, Fe₂O₃ menjadi FeO logam Fe (sebagian kecil). Logam-logam yang dihasilkan kemudian bersenyawa dengan belerang, baik yang berasal dari bahan bakar maupun bahan belerang yang sengaja dimasukan untuk maksud tersebut. Produk tanur putar diumpankan ke dalam tanur listrik, untuk menyempurnakan proses reduksi dan sulphurisasi sehingga menghasilkan matte. Furnace Matte ini yang mengandung nikel kira-kira 30 - 35%, belerang kira-kira 10 - 15%, dan sisanya besi, dimasukkan ke dalam converter untuk menghilangkan/mengurangi sebagian besar kadar besi. Hasil akhir berupa matte yang mengandung nikel kira-kira 77%, belerang 21%, serta kobal dan besi masing-masing kira-kira 1%. Dalam sejarah pembuatan nikel - matte di Kaledonia Baru, selain dengan proses blast furnace, dibuat juga melalui ferronikel. Ke dalam feronikel kasar cair dihembuskan belerang bersama-sama udara di dalam sebuah converter, sehingga berbentuk matte primer (primary matte) dengan kandungan nikel kira-kira 60%, besi kira-kira 25%, karbon kira-kira 1,5%, dan sisanya belerang. Matte ini kemudian diubah (convert) dengan cara oksida besi, sehingga diperoleh matte hasil akhir dengan kadar nikel 75 - 80% dan belerang kira-kira 20%. Berbeda dengan feronikel, pada umumnya nikel dalam bentuk matte diproses terlebih dahulu menjadi logam nikel atau nickel oxidic sinter sebelum digunakan pada industri yang lebih hilir. Produknya adalah sebagai berikut.

 Produk utama:

·      Nickel matte

·      Komposisi kimia: 70-78%-Ni; 0.5-1-%Co; 0.2-06%-Cu; 0.3-0.6%-Fe; 18-22%-S

Produk samping:

·         Terak; campuran logam oksida

Kondisi proses:
-  Mempunyai kadar nikel tinggi (>2.2%Ni)
-  Rasio Fe/Ni rendah (>6)
-  Kadar MgO tinggi
-  Rasio SiO₂/MgO antara 1.8-2.2

 Gambar 6. Proses pembuatan nickel matte

Tabel 2 memperlihatkan parameter proses pembuatan nickel matte di PT Inco Indonesia.

Tabel 2. Paramater proses pembuatan nickel matte

Furnace Parameter	PT INCO INDONESIA
Number of furnace	4
Furnace design	Hatch modified
Shape	Circular
Hearth dimension (inside, m)	17.0 ID
Hearth area (inside m2)	227
Sidewall cooling	Copper finger
Number electrode	3
Electrode diameter, mm	1500
Transformer, MVA	75
Opretaing data
Power (MW)	75
Hearth power density (kW/m2)	330
Secondary voltage (phase)	1350
Secondary voltage (electrode)	780
Secondary current, kA	33
Resistance per electrode, mΩ	23
Batch resistance per electrode, mΩ	7
Arc power.batch power ratio	2.3
Batch power density (kW/m2)	100
Arc voltage, V	550
Arc length (@17V/cm)	32
Electrode tip position	Shelded arc
Charge cover at tips	Deep calcine
Power cunsumption (kWh/ton)	440
Calcine feed temperature	750
Slag top temperature (oC)	1530
Slag SiO2/MgO ratio	2.0
Slag %FeO	22
Metal % Ni	32
Metal % S	10% S

Teknologi pembuatan Ferro-nickel VS Nickel Matte

Pemilihan proses nikel laterit menjadi ferro-nickel maupun nickel matte sangat tergantung dari tinjauan ekonomi. Biaya produksi kedua proses relatif sama namun demikian harga nickel dalam matte dinilai hanya 75-85% dari harga LME (London Metal Exchange) sedangkan harga nikel dalam ferronickel dinilai sesuai harga LME. Untuk mencapai harga LME maka mattediperlukan tahap pemurnian lebih lanjut sehingga terjadi peningkatan nilai investasi dan biaya proses.

Dalam proses mattetingkat recovery logam kobal relatif lebih rendah dibandingkan dengan proses ferro nickel sehingga tidak eknomis jika logam kobal dalam matte diambil secara proses hidrometalurgi. Dari setiap 100 lb nikel hanya terambil 1 lb kobal.

Biaya operasional pembuatan matte lebih rendah $0.06 per lb dibandingkan biaya operasional pembuatan ferro-nickel, namun demikian capital cost pendirian plat nickel matte lebih tinggi $4.4 juta dibandingkan capital cost pendirian pabrik ferro-nickel, karena pabrik nickel-matte harus dilengkapi dengan unit scrubbing untuk mengeliminasi emisi gas SO₂ (Hatch, 2004).

Pembuatan Nikel Pig Iron (NPI)

Nickel pig iron adalah logam besi wantah dengan kandungan Ni sekitar 5-10% Ni yang merupakan hasil dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah di bawah 1.8% Ni. Pada saat ini NPI dihasilkan dari proses peleburan bijih nikel kadar rendah dengan menggunakan tungku tegak, blast furnace. NPI digunakan sebagai bahan baku pembuatan stainless steel.

Proses pembuatan NPI dengan jalur terdiri dari tahapan sintering dan peleburan dalam tungku tegak. Biaya produksi pembuatan NPI melalui rute peleburan dalam tungku tegak adalah $17,637 per ton sedangkan melalui rute peleburan dalam tungku listrik (electric arc furnace) adalah  $15,430 per ton (Macquarie Bank analysis).

Struktur biaya pembuatan NPI melalui peleburan dalam electric furnace adalah 37% dari pembelian bijih nikel laterit, 9% untuk pembiayaan pekerja, pajak, refraktori, elektroda  dsb, 1% untuk pembiayan konsumsi lime flux, 6% untuk pembiyaan batubara sebagai reduktor, 8% untuk pembiyaan batubara sebagai reduktor, struktur biaya disajikan pada Gambar 7.

Gambar 7. Struktur biaya pembuatan NPI dengan rute elektrik furnace

Rute lain untuk mengurangi konsumsi energi listrik adalah melalui jalur dead reductiondalam rotary kiln. Tahapan terdiri dari sizing kemudian mengalami proses pengeringan kemudian direduksi dalam rotary kiln sehingga baik nikel oksida dan besi oksida terreduksi menjadi logam masing-masing dan membentuk nickel-ferro alloy. Untuk memisahkan dari pengotor maka kalsin dari rotary kiln dilakukan penggerusan dan selanjutnya mengakami pemisahan dengan separator magnetik sehingga dihasilkan konsentrat ferronickel. Konsentrat crude ferronickel kemudian dibriket/dipellet dan dipasarkan. Proses ini dapat mengolah bijih nikel kadar rendah 0,8-1,5% Ni.

Gambar 8 memperlihatkan bagan alir pembuatan NPI/crude ferronickel dengan rute reduksi dalam rotary kiln.  Nilai investasi untuk menghasilkan 7000 tpn NPI adalah $7-10 juta.

Gambar 8. Pembuatan NPI dengan rute rotary kiln

More about → Teknologi dan Keekonomian Proses Pengolahan Laterit Nikel

Meningkatkan Motivasi Belajar

Bergaullah dengan orang-orang yang senang belajar

Bergaul dengan orang-orang yang senang belajar dan berprestasi, akan membuat kita pun gemar belajar. Selain itu, coba cari orang atau komunitas yang mempunyai kebiasaan baik dalam belajar.

Bertanyalah tentang pengalaman di berbagai tempat kepada orang-orang yang pernah atau sedang melanjutkan pendidikannya ke jenjang yang lebih tinggi, orang-orang yang mendapat beasiwa belajar di luar negeri, atau orang-orang yang mendapat penghargaan atas sebuah presrasi.

Kebiasaan dan semangat mereka akan menular kepada kita. 

Seperti halnya analogi orang yang berteman dengan tukang pandai besi atau penjual minyak wangi. Jika kita bergaul dengan tukang pandai besi, maka kita pun turut terciprat bau bakaran besi, dan jika bergaul dengan penjual minyak wangi, kita pun akan terciprat harumnya minyak wangi.

Belajar apapun

Pengertian belajar di sini dipahami secara luas, baik formal maupun nonformal. Kita bisa belajar tentang berbagai keterampilan seperti merakit komputer, belajar menulis, membuat film, berlajar berwirausaha, dan lain lain-lainnya.

Belajar dari internet

Kita bisa memanfaatkan internet untuk bergabung dengan kumpulan orang-orang yang senang belajar.

Bergaulah dengan orang-orang yang optimis dan selalu berpikiran positif

Di dunia ini, ada orang yang selalu terlihat optimis meski masalah merudung. Kita akan tertular semangat, gairah, dan rasa optimis jika sering bersosialisasi dengan orang-orang atau berada dalam komunitas seperti itu, dan sebaliknya.

Cari motivator

Kadangkala, seseorang butuh orang lain sebagai pemacu atau mentor dalam menjalani hidup. Misalnya: teman, pacar, ataupun pasangan hidup. Anda pun bisa melakukan hal serupa dengan mencari seseorang/komunitas yang dapat membantu mengarahkan atau memotivasi Anda belajar dan meraih prestasi.

"Belajar ketika orang lain tidur, bekerja ketika orang lain bermalasan, dan bermimpi ketika orang lain berharap.”

More about → Meningkatkan Motivasi Belajar

Tahapan Dalam Pengolahan Bahan Galian

1. KOMINUSI ATAU REDUKSI UKURAN (COMMINUTION)
Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses PBG yang bertujuan untuk :

a.Membebaskan / meliberasi (to liberate) mineral berharga dari material pengotornya.
b.Menghasilkan ukuran dan bentuk partikel yang sesuai dengan kebutuhan pada proses berikutnya.
c.Memperluas permukaan partikel agar dapat mempercepat kontak dengan zat lain, misalnya reagen flotasi.

Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :

a.Peremukan / pemecahan (crushing)
b.Penggerusan / penghalusan (grinding)

Disamping itu kominusi, baik peremukan maupun penggerusan, bisa terdiri dari beberapa tahap, yaitu :

- Tahap pertama / primer (primary stage)
- Tahap kedua / sekunder (secondary stage)
- Tahap ketiga / tersier (tertiary stage)
- Kadang-kadang ada tahap keempat / kwarter (quaternary stage)

a. Peremukan / Pemecahan (Crushing)
Peremukan adalah proses reduksi ukuran dari bahan galian / bijih yang langsung dari tambang (ROM = run of mine) dan berukuran besar-besar (diameter sekitar 100 cm) menjadi ukuran 20-25 cm bahkan bisa sampai ukuran 2,5 cm.
Peralatan yang dipakai antara lain adalah :

a.Jaw crusher
b.Gyratory crusher
c.Cone crusher
d.Roll crusher
e.Impact crusher
f.Rotary breaker
g.Hammer mill

b. Penggerusan / Penghalusan (Grinding)
Penggerusan adalah proses lanjutan pengecilan ukuran dari yang sudah berukuran 2,5 cm menjadi ukuran yang lebih halus. Pada proses penggerusan dibutuhkan media penggerusan yang antara lain terdiri dari :

a.Bola-bola baja atau keramik (steel or ceramic balls).
b.Batang-batang baja (steel rods).
c.Campuran bola-bola baja dan bahan galian atau bijihnya sendiri yang disebut semi autagenous mill (SAG).
d.Tanpa media penggerus, hanya bahan galian atau bijihnya yang saling menggerus dan disebut autogenous mill.
Peralatan penggerusan yang dipergunakan adalah :
a.Ball mill dengan media penggerus berupa bola-bola baja atau keramik.
b.Rod mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja.
c.Semi autogenous mill (SAG) bila media penggerusnya sebagian adalah bahan galian atau bijihnya sendiri.
d.Autogenous mill bila media penggerusnya adalah bahan galian atau bijihnya sendiri.

2. PEMISAHAN BERDASARKAN UKURAN (SIZING)
Setelah bahan galian atau bijih diremuk dan digerus, maka akan diperoleh bermacam-macam ukuran partikel. Oleh sebab itu harus dilakukan pemisahan berdasarkan ukuran partikel agar sesuai dengan ukuran yang dibutuhkan pada proses pengolahan yang berikutnya.

a. Pengayakan / Penyaringan (Screening / Sieving)
Pengayakan atau penyaringan adalah proses pemisahan secara mekanik berdasarkan perbedaan ukuran partikel. Pengayakan (screening) dipakai dalam skala industri, sedangkan penyaringan (sieving) dipakai untuk skala laboratorium.
Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu :

- Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
- Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).

Saringan (sieve) yang sering dipakai di laboratorium adalah :
a.Hand sieve
b.Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive
c.Sieve shaker / rotap
d.Wet and dry sieving

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri antara lain :
a.Stationary grizzly
b.Roll grizzly
c.Sieve bend
d. Revolving screen
e. Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
f. Shaking screen
g. Rotary shifter


b. Klasifikasi (Classification)
Klasifikasi adalah proses pemisahan partikel berdasarkan kecepatan pengendapannya dalam suatu media (udara atau air). Klasifikasi dilakukan dalam suatu alat yang disebut classifier.

Produk dari proses klasifikasi ada 2 (dua), yaitu :
- Produk yang berukuran kecil/halus (slimes) mengalir di bagian atas disebut overflow.
- Produk yang berukuran lebih besar/kasar (sand) mengendap di bagian bawah (dasar) disebut underflow.

Proses pemisahan dalam classifier dapat terjadi dalam tiga cara (concept), yaitu :
a.Partition concept
b.Tapping concept
c.Rein concept

Hal ini dapat berlangsung apabila sejumlah partikel dengan bermacam-macam ukuran jatuh bebas di dalam suatu media atau fluida (udara atau air), maka setiap partikel akan menerima gaya berat dan gaya gesek dari media. Pada saat kecepatan gerak partikel menjadi rendah (tenang/laminer), ukuran partikel yang besar-besar mengendap lebih dahulu, kemudian diikuti oleh ukuran-ukuran yang lebih kecil, sedang yang terhalus (antara lain slimes) akan tidak sempat mengendap.

Peralatan yang umum dipakai dalam proses klasifikasi adalah :
a.Scrubber
b.Log washer
c.Sloping tank classifier (rake, spiral & drag)
d.Hydraulic bowl classifier
e.Hydraulic clindrical tank classifier
f.Hydraulic cone classifier
g.Counter current classifier
h.Pocket classifier
i.Hydrocyclone
j.Air separator
k.Solid bowl centrifuge
l.Elutriator

3. PENINGKATAN KADAR ATAU KONSENTRASI (CONCENTRATION)
Agar bahan galian yang mutu atau kadarnya rendah (marginal) dapat diolah lebih lanjut, yaitu diambil (di-ekstrak) logamnya, maka kadar bahan galian itu harus ditingkatkan dengan proses konsentrasi. Sifat-sifat fisik mineral yang dapat dimanfaatkan dalam proses konsentrasi adalah :
-Perbedaan berat jenis atau kerapatan untuk proses konsentrasi gravitasi dan media berat.
-Perbedaan sifat kelistrikan untuk proses konsentrasi elektrostatik.
-Perbedaan sifat kemagnetan untuk proses konsentrasi magnetik.
-Perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi.

Proses peningkatan kadar itu ada bermacam-macam, antara lain :

a. Pemilahan (Sorting)
Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan untuk dibuang.

b. Konsentrasi Gravitasi (Gravity Concentration)
Yaitu pemisahan mineral berdasarkan perbedaan berat jenis dalam suatu media fluida, jadi sebenarnya juga memanfaatkan perbedaan kecepatan pengendapan mineral-mineral yang ada.

Ada 3 (tiga) cara pemisahan secara gravitasi bila dilihat dari segi gerakan fluidanya, yaitu :
-Fluida tenang, contoh dense medium separation (DMS) atau heavy medium separation (HMS).
-Aliran fluida horisontal, contoh sluice box, shaking table dan spiral concentration.
-Aliran fluida vertikal, contoh jengkek (jig).

Bila jumlah partikel (mineral) di dalam fluida relatif sedikit, maka akan terjadi pengendapan bebas (free settling). Tetapi bila jumlah partikel banyak gerakannya akan terhambat sehingga terbentuk stratifikasi yang terdiri dari 3 (tiga) tahap sebagai berikut :
a.Hindered settling classification ; klasifikasi pengendapannya terhalang.
b.Differential acceleration pada awal pengendapan ; artinya partikel yang berat mengendap lebih dahulu.
c.Consolidation trickling pada akhir pengendapan ; partikel-partikel kecil berusaha mengatur diri di antara partikel-partikel besar sesuai dengan berat jenisnya.

Produk dari proses konsentrasi gravitasi ada 3 (tiga), yaitu :
-Konsentrat (concentrate) yang terdiri dari kumpulan mineral berharga dengan kadar tinggi.
-Amang (middling) yaitu konsentrat yang masih kotor.
-Ampas (tailing) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang harus dibuang.

Peralatan konsentrasi gravitasi yang banyak dipakai adalah :
a.Jengkek (jig) dengan bermacam-macam rekacipta (design).
b.Meja goyang (shaking table).
c.Konsentrator spiral (Humprey spiral concentrator).
d.Palong / sakan (sluice box).

c. Konsentrasi dengan Media Berat (Dense/Heavy Medium Separation)
Merupakan proses konsentrasi yang bertujuan untuk memisahkan mineral-mineral berharga yang lebih berat dari pengotornya yang terdiri dari mineral-mineral ringan dengan menggunakan medium pemisah yang berat jenisnya lebih besar dari air (berat jenisnya > 1).

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :
- Endapan (sink) yang terdiri dari mineral-mineral berharga yang berat.
- Apungan (float) yang terdiri dari mineral-mineral pengotor yang ringan.
Media pemisah yang pernah dipakai antara lain :
- Air + magnetit halus dengan kerapatan 1,25 - 2,20 ton/m3.
- Air + ferrosilikon dengan kerapatan 2,90 - 3,40 ton/m3.
- Air + magnetit + ferrosilikon dengan kerapatan 2,20 - 2,90.
- Larutan berat seperti tetra bromo ethana (b.j. = 2,96), bromoform (b.j. = 2,85) dan methylene jodida (b.j. = 3,32).

Tetapi larutan berat ini harganya mahal, oleh sebab itu hanya dipakai untuk percobaan-percobaan di laboratorium.
Peralatan yang biasa dipakai adalah gravity dense/heavy medium separators yang berdasarkan bentuknya ada 2 (dua) macam, yaitu :

a.Drum separator karena bentuknya silindris.
b.Cone separator karena bentuknya seperti corongan.

d. Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)
Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan non-konduktor (nir konduktor) dari mineral.
Kendala proses konsentrasi ini adalah :
-Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak terlalu besar.
-Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan.

Mineral-mineral yang bersifat konduktor antara lain adalah :
-Magnetit (Fe3 O4)
-Kasiterit (Sn O2)
-Ilmenit (Fe Ti O3)
-Molibdenit (Mo S2)
-Wolframit [(Fe, M) WO4]
-Galena (Pb S)
-Pirit (Fe S2)

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :
-Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.
-Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing).
Peralatan yang biasa dipakai adalah :

a.Electrodynamic separator (high tension separator).
b.Electrostatic separator yang terdiri dari :
- plate electrostatic separator
- screen electrostatic separator

e. Konsentrasi Magnetik (Magnetic Concentration)
Adalah proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan (magnetic susceptibility) yang dimiliki mineral. Sifat kemagnetan bahan galian ada 3 (tiga) macam, yaitu :

-Ferromagnetic, yaitu bahan galian (mineral) yang sangat kuat untuk ditarik oleh medan magnet. Misalnya magnetit (Fe3 O4).
-Paramagnetic, yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet. Contohnya hematit (Fe2 O3), ilmenit (Se Ti O3) dan pyrhotit (Fe S).
-Diamagnetic, yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet. Misalnya : kwarsa (Si O2) dan feldspar [(Na, K, Al) Si3 O8].

Jadi produk dari proses konsentrasi yang berlangsung basah ini adalah :
-Mineral-mineral magnetik sebagai konsentrat.
-Mineral-mineral non-magnetik sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang dipakai disebut magnetic separator yang terdiri dari :

a.Induced roll dry magnetic separator.
b.Wet drum low intensity magnetic separator yang arah aliran dapat :
- concurrent
- countercurrent
- counter rotation

Sedang letak magnetnya bisa :
-Suspended magnets
-Suspended magnets with continuous removal
-Cobbing drum

f. Konsentrasi Secara Flotasi (Flotation Concentration)
Merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara” atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Pada umumnya mineral-mineral oksida dan sulfida akan tenggelam bila dicelupkan ke dalam air, karena permukaan mineral-mineral itu bersifat “suka akan air” (hydrophilic). Tetapi beberapa mineral sulfida, antara lain kalkopirit (Cu Fe S2), galena (Pb S), dan sfalerit (Zn S) mudah diubah sifat permukaannya dari suka air menjadi suka udara dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon.

Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah :

a. Pembuih (frother) yang berfungsi sebagai pen-stabil gelembung-gelembung udara. Misalnya : methyl isobuthyl carbinol (MIBC), minyak pinus, dan terpentin.
b. Kolektor / pengumpul (collector) yang bisa mengubah sifat permukaan mineral yang semula suka air menjadi suka udara. Contohnya : xanthate, thiocarbonilid, asam oleik, dll.
c. Penekan / pencegah (depresant) yang berguna untuk mencegah agar mineral pengotor tidak ikut menempel pada udara dan ikut terapung. Misalnya : Zn SO4 untuk menekan Zn S.
d. Pengatur keasaman (pH regulator) yang berfungsi untuk mengatur tingkat keasaman proses flotasi. Misalnya : HCl, HNO3, Ca (OH)3, NH4 OH, dll.

Produk flotasi ada 3 (tiga) macam, yaitu :
-Konsentrat (concentrate) yang berupa mineral-mineral yang ikut terapung (mineral-mineral apungan) dengan gelembung-gelembung udara.
-Amang (middling) yang merupakan mineral-mineral apungan yang masih mengandung banyak mineral-mineral pengotor.
-Ampas (tailing) yang tenggelam terdiri dari mineral-mineral pengotor.

Peralatan yang biasa dipakai adalah :
a.Mechanical flotation yang terdiri dari berbagai variasi antara lain :
- Agitair cell
- Denver cell
- Krupp cell
- Outokumpu cell
- Wemco-Fagregren cell
b.Pneumatic flotation yang terdiri dari variasi :
- Column cell
- Cyclo cell
- Davcra cell
- Flotaire cell


4. PENGURANGAN KADAR AIR / PENGAWA-AIRAN (DEWATERING)
Kegiatan ini bertujuan untuk mengurangi kandungan air yang ada pada konsentrat yang diperoleh dengan proses basah, misalnya proses konsentrasi gravitasi dan flotasi.
Cara-cara pengawa-airan ini ada 3 (tiga), yaitu :

a. Cara Pengentalan / Pemekatan (Thickening)
Konsentrat yang berupa lumpur dimasukkan ke dalam bejana bulat. Bagian yang pekat mengendap ke bawah disebut underflow, sedangkan bagian yang encer atau airnya mengalir di bagian atas disebut overflow. Kedua produk itu dikeluarkan secara terus menerus (continuous).

Peralatan yang biasa dipakai adalah :
a.Rake thickener.
b.Deep cone thickener.
c.Free flow thickener.



b. Cara Penapisan / Pengawa-airan (Filtration)
Dengan cara pengentalan kadar airnya masih cukup tinggi, maka bagian yang pekat dari pengentalan dimasukkan ke penapis yang disertai dengan pengisapan, sehingga jumlah air yang terisap akan banyak. Dengan demikian akan dapat dipisahkan padatan dari airnya.
Peralatan yang dipakai adalah :
a.Vacuum (suction) filters yang terdiri dari :
- intermitten, misalnya Moore leaf filter.
- Continuous ada beberapa tipe, yaitu :
- bentuk silindris / tromol (drum type), misalnya : Oliver filter, Dorrco filter.
- bentuk cakram (disk type) berputar, contohnya : American filter.
- bentuk lembaran berputar (revolving leaf type), contohnya : Oliver filter.
- bentuk meja (desk type), misalnya : Caldecott sand table filter.
b.Pressure filter, misalnya :
- Merrill plate and frame filter
- Kelly pressure filter
- Burt revolving filter

c. Pengeringan (Drying)
Yaitu proses untuk membuang seluruh kandung air dari padatan yang berasal dari konsentrat dengan cara penguapan (evaporization/evaporation).

Peralatan atau cara yang dipakai ada bermacam-macam, yaitu :
a.Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).
b.Shaft drier, ada dua macam, yaitu :
- tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o - 100o).
- rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.
c.Film type drier (atmospheric drum drier) ; silinder baja yang di dalamnya dialiri uap air (steam). Jarang dipakai.
d.Spray drier, material halus yang basah dan disemburkan ke dalam ruangan panas ; material yang kering akan terkumpul di bagian bawah ruangan. Cara ini juga jarang dipakai.

5. PENANGANAN MATERIAL (MATERIAL HANDLING)
Bahan galian (mineral/bijih) yang mengalami PBG harus ditangani dengan cepat dan seksama, baik yang berupa konsentrat basah dan kering maupun yang berbentuk ampas (tailing).

a. Penanganan Material Padat Kering (Dry Solid Handling)
Bila masih berupa bahan galian hasil penambangan (ROM), maka harus ditumpuk di tempat yang sudah ditentukan yang di sekelilingnya telah dilengkapi dengan saluran penyaliran (drainage system). Tetapi jika sudah berupa konsentrat, maka harus disimpan di dalam gudang yang tertutup sebelum sempat diproses lebih lanjut.

b. Penanganan Lumpur (Slurry Handling)
Bila lumpur itu sudah mengandung mineral berharga yang kadarnya tinggi, maka dapat segera dimasukkan ke pemekat (thickener) atau penapis (filter). Jika masih agak kotor (middling), maka harus diproses dengan alat khusus yang sesuai.

c. Penanganan / Pembuangan Ampas (Tailing Disposal)
Kegiatan ini yang paling sulit penanganannya karena :
a.Jumlahnya (volumenya) sangat banyak, antara 70% - 90% dari material yang ditambang.
b.Kadang-kadang mengandung bahan berbahaya dan beracun (B-3).
c.Sulit mencarikan lahan yang cocok untuk menimbun ampas bila metode penambangan timbun-balik (back fill mining method) tak dapat segera dilakukan, sehingga kadang-kadang harus dibuatkan kolam pengendap. Oleh sebab itu pembuangan ampas ini seringkali menjadi komponen kegiatan penambangan yang meminta pemikiran khusus sepanjang umur tambang.


Sumber : Bahan Kuliah

More about → Tahapan Dalam Pengolahan Bahan Galian