KOMINUSI

KOMINUSI

Kominusi adalah suatu proses untuk mengubah ukuran suatu bahan galian menjadi lebih kecil,hal ini bertujuan untuk memisahkan atau melepaskan bahan galian tersebut dari mineral pengotor yang melekat bersamanya.

I. Crushing.
Crushing adalah suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain.Beberapa alat yang digunakan :
I.1 Primary Crusher
a. Jaw Crusher

Crusher jenis ini terdiri dari dua buah jaw,di mana satu batang bergerak (moveing jaw) ke arah jaw yang lain (fixed jaw).

Alat ini merupakan contoh paling umum dari mesin peremuk tingkat 1 dengan bentuk yang mirip rahang atas dan rahang bawah dari seekor binatang,untuk melakukan permukaan,batuan yang mengandung mineral dijepit di antara dua buah rahang yang terdiri dari fixed jaw dan swing jaw,lalu dihancurkan dengan gaya tekan remuk.Alat ini mempunyai 2 tipe bergantung kepada titik tumpunya,bila titik tumpunya di atas disebut titik blake,bila titik tumpunya di bawah disebut dodge.

b.Impact Crusher
Mesin ini mengunakan impact (benturan) sebagai mekanisme peremukannya.Tipenya ada berbagai macam.Mesin ini banyak disukai karena dapat menghasilkan produk yang relative ideal,sehingga memudahkan pengangkutan dan pemakaian.Selain itu alat ini juga ringkas dan mempunyai rasio yang cukup besar yaitu : 7 : 1 hingga 10 : 1.

c, Gyratory crusher
Mesin ini memiliki rahang bundar (circular jaw).Sebuah crushing head yang berbentuk kerucut berputar di dalam sebuah funnel shaped casing yang membuka ke atas.Crushing head tersebut berfungsi memcahkan umpan yang masuk.
Alat ini mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan jaw crusher.Gerakan alat ini adalah kontinyu karena crushing head dari alat ini bergerak dan bergoyang.Alat ini tidak sesuai dengan material yang lengket seperti lempung karena kurang menguntungkan disebabkan biaya lebih besar dibandingkan dengan jaw.
Faktor yang mempengaruhi Gyratory Crusher :
- Ukuran butir
- Kandungan air dari feed
- Kecepatan putaran
- Gape

I.2 Secondary Crusher
Adalah tahap penghancuran yang merupakan kelanjutan dari primary crusher,produk yang dihasilkan mempunyai ukuran 1,5“ – 2,5”.
Alat yan digunakan :
a.Cone Crusher
b. Disk crusher
c. Spring Roll Crusher

I.3 Fine Crushing
Merupakan tahap penghalusan bijih,produk yang dihasilkan bisa mencapai -325mesh.Alat yang digunakan :ball mill,chute mill,rod mill

I.4 Special Cruhser
Merupakan tahap penghancuran bijih tertentu menurut sifat dari bijih tersebut (contoh :batubara).Alat yang digunakan :Toothad mill,hammer mill

II. Grinding
Merupakan tahap pengurangan ukuran dalam batas ukuran halus yang diinginkan.
Tujuan Grinding :
- Mengadakan liberalisasi mineral berharga
- Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan industri
- Mendapatkan ukuran yang memenuhi persyaratan proses selanjutnya
Alat yang digunakan :

a.Ball mill
Mill ini merupakan sebuah silinder horizontal dengan diameter sama dengan panjangnya,yang dilapisi dengan suatu plat.Alat ini memiliki suatu silinder yang terisi dengan bola baja.cara kerjanya yaitu dengan diputar,sehingga material yang dimasukkan hancur oleh bola-bola baja.Biasanya diameter ball mill sama dengan panjang ball mill.

b.Rod mill
Media grinding ini alat ini berupa batang-batang besi/baja yang panjangnyya sama dengan panjang mill.Cara kerjanya dengan diputar.sehingga batang baja terangkat llu jatuh dan menjatuhi material yang ada dalam rod mill sehingga hancur.

c.Hammer mill
Penggiling ini memiliki sebuah rotor yang berputar dengan kecepatan tinggi dalam sebuah casing berbentuk silinder.Umpan masuk dari bagian puncak casing dan dihancurkan,selanjutnya dikeluarkan melalui bukaan pada dasar casing.Umpan dipecahkan oleh seperangkat palu ayun yang berada pada piring rotor.Kemudian pecahan ini terlempar pada anvil plate di dalam sebuah casing sehingga dipecahkan lagi menjadi bagian yang lebih kecil.Lalu digosok menjadi serbuk.Akhirnya didorong oleh palu ke luar bukaan.

d.Impactor
Impactor menyerupai hammer mill tetapi tidak dilengkapi dengan ayakan.Impactor merupakan mesin pemecah primer untuk batuan dan biji,dengan kemampuan mengolah sampai 600 ton/jam.Partikel yang dihasilkan hampir seragam menyerupai kubus.Pada impactor hanya terjadi aksi pukulan. 

Kominusi

BAB I
PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang
Pengolahan Bahan galian atau Mineral Dressing adalah istilah umum yang biasa dipergunakan untuk proses pengolahan semua jenis bahan galian/mineral yang berasal dari endapan-endapan alam pada kulit bumi, untuk dipisahkan menjadi produk-produk berupa satu macam atau lebih mineral berharga dan sisanya dianggap sebagai mineral kurang berharga, yang terdapat bersama-sama dalam alam.
Dengan demikian pengolahan bahan galian dapat juga meliputi :
1. Mineral Dressing, yaitu proses pengolahan bahan galian anorganik secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dan fisik dari mineral-mineral tersebut atau perubahan hanya sebagian dari sifat fisik mineral tersebut.
2. Extractive Metallurgy, juga merupakan pengolahan bahan galian anorganik, tetapi dalam prosesnya mineral-mineral tersebut mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut.
3. Fuel Technology, yaitu proses pengolahan bahan galian organik dimana dalam prosesnya mengalami perubahan seluruhnya atau sebagian dari sifat kimia dan fisik mineral-mineral tersebut.
Secara umum Mineral Dressing adalah suatu proses pengolahan bahan galian/mineral hasil penambangan guna memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya yang kurang berharga, yang terdapatnya bersama-sama (gangue mineral). Proses Pengolahan berlangsung secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dan fisik dari mineral-mineral tersebut atau hanya sebagian dari sifat fisik saja yang berubah. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan :
1. Memperkecil ukuran bahan atau mineral-mineral tersebut, sehingga terjadi liberasi sempurna dari partikel-partikel yang tidak sejenis satu sama lain.
2. Memisahkan partikel-partikel yang tidak sama komposisi kimianya atau berbeda sifat fisiknya.
Pemisahan bahan galian ini harus bisa sesuai dengan prosedur, dalam artian harus menggunakan alat-alat pemisah yang sesuai dengan kondisi fisik maupun kondisi kimia bahan galian tersebut, ini bertujuan agar konsentrat yang ingin dipisahkan dari tailing bahan galian tersebut bisa terpisah secara sempurna dan bisa lebih optimal dalam proses pemisahannya. Oleh karena itu, perlu dilakukan sebuah eksperimen terhadap bahan galian maupun alat-alat yang digunakan dalam proses pemisahannya agar bisa lebih mengenal proses pengolahan bahan galian dan bisa lebih mudah mengoperasikan alat-alat dalam pengolahan bahan galian ke depannya.

1.2 Maksud dan Tujuan
Adapun maksud dan tujuan dari pelaksanaan praktikum pengolahan bahan galian acara crushing dan grinding ini antara lain :
a. Mempelajari cara menghitung persentase berat oversize dan undersize suatu bahan galian.
b. Mempelajari cara menghitung persentase umpan suatu bahan galian yang masuk dalam suatu alat penghancur ataupun alat pengayak.

1.3 Alat dan Bahan
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam praktikum pengolahan bahan galian acara crushing dan grinding ini antara lain :
• Kertas A4
• Pulpen
• Papan pengalas
• Penggaris
• Hekter

BAB II
TINJAUAN PUSTAKA

Kominusi adalah proses mereduksi ukuran butir atau proses meliberasi bijih. Yang dimaksud dengan proses meliberasi bijih adalah proses melepaskan bijih tersebut dari ikatnnya yang merupakan gangue mineral dengan menggunakan alat crusher atau grinding mill. Kominusi terbagi dalam 3 tahap, yaitu primary crushing, secondary crushing dan tertiary crushing.
Primary Crushing
Merupakan tahap penghancuran yang pertama, dimana umpan berupa bongkah-bongkah besar yang berukuran ± 84 x 60 inchi dan produkta berukuran 4 inchi. Beberapa alat untuk primary crushing antara lain :
-Jaw Crusher
Alat ini mempunyai dua jaw, yang satu dapat digerakkan (swing jaw) dan yang lainnya tidak bergerak (fixed jaw). Berdasarkan porosnya jaw crusher terbagi dalam dua macam :
Blake Jaw Crusher, dengan poros di atas
Dodge Jaw Crusher, dengan poros di bawah
Perbandingan Dodge dengan Blake Jaw Crusher, yaitu :
Ukuran produkta pada Blake Jaw lebih heterogen dibandingkan dengan Dodge Jaw yang relatif seragam
Pada Blake Jaw porosnya di atas sehingga gaya yang terbesar mengenai partikel yang terkecil
Pada Dodge Jaw porosnya di bawah sehingga gaya yang terbesar mengenai partikel yang terbesar sehingga gaya mekanis dari Dodge Jaw lebih besar doibandingkan dengan Blake Jaw
Kapasitas Dodge Jaw jauh lebih kecil dari Blake Jaw pada ukuran yang sama
Pada Dodge Jaw sering terjadi penyumbatan
Istilah-istilah pada Jaw Crusher, antara lain :
Setting Block, bagian dari jaw crusher untuk mengatur agar lubang ukuran sesuai dengan yang dikehendaki. Bila setting block dimajukan, maka jarak antara fixed jaw dengan swing jaw menjadi lebih pendek atau lebih dekat, dan sebaliknya.
Toggle, bagian dari jaw crusher yang berfungsi untuk mengubah gerakan naik turun menjadi maju mundur
Pitman, berfungsi untuk merubah gerakan berputar dari maju mundur menjadi gerakan naik turun
Swing Jaw, bagian dari jaw crusher yang dapat bergerak akibat gerakan atau dorongan toggle
Fixed Jaw, bagian dari jaw crusher yang tidak bergerak/diam
Mouth, bagian mulut jaw crusher yang berfungsi sebagai lubang penerimaan umpan
Throat, bagian paling bawah yang berfungsi sebagai lubang pengeluaran
Gape, adalah jarak mendatar pada mouth
Set, adalah jarak mendatar pada throat
Closed Setting, adalah jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke depan
Open Setting, adalah jarak antara fixed jaw dengan swing jaw pada saat swing jaw ekstrim ke belakang
Throw, selisih jarak pelemparan antara open setting dengan close setting
Nip Angle, sudut yang dibentuk dengan garis singgung yang dibuat melalui titik singgung antara jaw dengan batuan
Khusus untuk gape adalah jarak mendatar pada mouth yang diukur pada bagian mouth dimana umpan yang dimasukkan bersinggungan dengan mouth. Jadi besarnya gape selalu berubah-ubah menurut besarnya umpan.
Pecahnya batuan dari jaw crusher karena adanya :
Daya tahan batuan lebih keci dari gaya yang menekan
Nip angle
Resultante gaya yang arahnya ke bawah
Gaya-gaya yang ada pada jaw crusher, adalah :
Gaya tekan (aksi)
Gaya gesek
Gaya gravitasi
Gaya yang menahan (reaksi)
Arah-arah gaya tergantung dari kemiringan atau sudutnya. Resultante gaya akhir arahnya harus ke bawah, yang berarti material itu dapat dihancurkan. Tapi jika gaya itu arahnya ke atas maka material itu hanya meloncat-loncat ka atas saja.
Faktor-faktor yangmempengaruhi efisiensi jaw crusher :
Lebar lubang bukaan
Variasi dari throw
Kecepatan
Ukuran umpan
Reduction ratio (RR)
Kapasitas yang dipengaruhi oleh jumlah umpan per jam dan berat jenis umpan

Reduction ratio merupakan perbandingan antar ukuran umpan dengan ukuran produk. Reduction ratio yang baik untuk ukuran primary crushing adalah 4 – 7, sedangkan untuk secondary crushing adalah 14 – 20 dan fine crushing (mill) adalah 50 -100.
Terdapat empat macam reduction ratio, yaitu :
Limiting Reduction Ratio
Yaitu perbandingan antara tebal/lebar umpan dengan tebal/lebar produk

LRR = tF/tP = wF/wP

dimana :
tF = tebal umpan
tP = tebal produk
wF = lebar umpan
wP = lebar produk

Working Reduction Ratio
Perbandingan antara tebal partikel umpan (tF) yang terbesar dengan efective set (Se) dari crusher.

WRR = tF/Se

Apperent Reduction Ratio
Perbandingan antara effective gate (G) dengan effective set (So)

ARR = (0.85 G)/So

Reduction Ratio 80 (R80)
Perbandingan antara lubang ayakan umpan dengan lubang ayakan produk pada kumulatif 80%.

Kapasitas jaw crusher dipengaruhi oleh :
Gravitasi
Kekerasan material
Keliatan material
Kandungan air/kelembaban
Menurut Taggart, kapasitas jaw crusher dinyatakan dalam suatu rumus empiris :

T = 0,6 LS

dimana :
T = kapasitas, ton/jam
L = panjang dari lubang penerimaan
S = lebar dari lubang pengeluaran

Gyratory Crusher
Crusher jenis ini mempunyai kapasitas yang lebih besar jika dibandingkan dengan jaw crusher. Gerakan dari gyratory crusher ini berputar dan bergoyang sehingga proses penghancuran berjalan terus menerus tanpa selang waktu. Berbeda dengan jaw crusher yang proses penghancurannya tidak continue, yaitu pada waktu swing jaw bergerak ke belakang sehingga ada material-material yang tidak mengalami penggerusan.
Macam-macam gyratory crusher :
Suspended Spindel Gyratory Crusher
Pararell Pinch Crusher
Perbedaan utama jenis ini dari suspended spindel, terletak pada gerakan crushing head-nya. Gerakan crushing head pada prarell pinch menghasilkan bentuk cone yang tajam dengan puncak dalam keadaan menggantung sehingga menghasilkan gerakan berputar yang dapat menghancurkan umpan sepanjang daerah permukaan crushing head.
Bentuk-bentuk head dan concave pada gyratory crusher adalah :
Straight head and concave
Curved head and concave
Kedua jenis head dan concave ini perbedaanya hanya pada permukaannya, yaitu yang pertama adalah rata dan yang kedua melengkung.
Kapasitas gyratory crusher lebih besar disbanding dengan jaw crusher pada ukuran umpan yang sama. Oleh Taggart, kapasitas gyratory dihitung dengan rumus :

T = 0,75So (L - G)

dimana :
T = kapasitas, ton/jam
G = gape, inch
So = open set, inch

Kapasitas gyratory crusher tergantung pada :
Sifat alamiah material yang dihancurkan, seperti kekerasan, keliatan dan kerapuhan
Permukaan concave dan crushing head terhadap umpan akan mempengaruhi gesekan antara material dengan bagian pemecah (concave dan head)
Kandungan air, seting, putaran dan gape
Perbedaan antara gyratory dan jaw crusher adalah :
Pemasukan umpan, jaw crusher pemasukannya tidak kontinyu sedangkan gyratory kontinyu
Gyratory alatnya lebih besar dan bagian-bagiannya tidak mudah dilepas
Kapasitas gyratory lebih besar dari jaw crusher, karena pemasukan umpan dapat kontinyu dan penghancurannya merata
Pemecahan pada jaw lebih banyak tekanan, tetapi pada gyratory crusher gaya geseknya lebih besar walaupun ada gaya tekannya. Pada gyratory kalau berputarnya cepat, produkta yang dihasilkan relatif kecil.

Secondary Crushing
Merupakan tahap penghancuran kelanjutan dari primary crushing, dimana umpan berukuran lebih kecil dari 6 inchi produkta berukuran 0.5 inchi. Beberapa alat untuk secondary crushing antara lain :
Jaw Crusher (kecil)
Gyratory Crusher (kecil)
Cone Crusher
Alat ini merupakan secondary crusher yang penggunaannya lebih ekonomis. Cone crusher hampir sama dengan gyratory crusher, perbedaannya terletak pada :
Crushing surface terluar bekerja sedemikian rupa sehingga luas lubang pengeluaran dapat bertambah
Crushing surface terluar bagian atasnya dapat diangkat sehingga material yang tidak dapat dihancurkan dapat dikeluarkan
Macam-macam cone crusher :
Simon Cone Crusher
Alat ini dibagi menjadi dua jenis, yaitu :
Standart crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan yang berukuran kasar
Short head crusher type, yaitu untuk mereduksi umpan berukuran halus
Telsmith Gyrasphere Crusher
Crushing head dari alat ini berbentuk bulat (sphere) yang terbuat dari baja dengan cutter shell bergerak naik turun. Dalan cone crusher crushing head adalah rata dan perbandingan antara tinggi dengan diameternya 1 : 3. Unpan dari cone crusher harus dalam keadaan kering karena jika basah akan mengakibatkan choking.
Hammer Mill
Hammer mill dipakai dalam secondary crusher untuk memperkecil produk dari primary crushing dengan ukuran umpan yang diperbolehkan adalah kurang dari satu inch. Alat ini merupakan satu-satunya alat yang berbeda cara penghancurannya dibandingkan alat secondary crushing lainnya. Pada hammer mill proses penghancuran menggunakan shearing stress, sedangkan pada secondary crushing lainnya menggunakan compressive stress.
Roll Crusher
Alat ini terdiri dari dua silinder baja dan masing-masing dihubungkan pada as (poros) sendiri-sendiri. Silinder ini hanya satu saja yang berputar dan lainnya diam, tapi karena adnya material yang masuk dan pengaruh silinder lainnya maka silinder ini ikut berputar juga. Putaran masing-masing silinder tersebut berlawanan arah sehingga material yang ada diatas roll akan terjepit dan hancur.
Bentuk dari roll crusher ada dua macam, yaitu :
Rigid Roll
Alat ini pada porosnya tidak dilengkapi dengan pegas, sehingga kemungkinan patah pada poros sangat besar. Roll yang berputar hanya satu saja, tapi ada juga yang keduanya berputar.
Spring Roll
Alat ini dilengkapi dengan pegas sehingga kemungkinan porosnya patah sangat kecil sekali. Dengan adanya pegas maka roll dapat mundur dengan sendirinya bila ada material yang sangat keras, sehingga tidak dapat dihancurkan dan material itu akan jatuh.
Dari gambar diatas diketahui diameter roll (D) dan diameter material (d), gaya normal (N), gaya tangensial (T) dan resultante (R) dari gaya normal dan gaya tangensial, nip angle (n), setting (s). Jika resultan arahnya ke bawah maka material akan dapat dihancurkan karena terjepit oleh roll.
Hancurnya material dalam roll crushing dibedakan menjadi :
Choke Crushing
Penghancuran material tidak hanya dilakukan oleh permukaan roll tetapi juga aoleh sesama material
Free Crushing
Yaitu material yang masuk langsung dihancurkan oleh roll.
Kecepatan crushing tergantung pada kecepatan pemberian umpan (feed rate) dan macam reduksi yang diinginkan.

Tertiary Crushing
Tertiary Crushing dilakukan untuk mendapatkan ukuran batuan yang lebih halus, sehingga derajat leberasi mineral dapat lebih tinggi. Hal ini dilakukan apabila dipandang perlu untuk mengolah mineral dengan proses konsentrasi, dimana dibutuhkan butiran mineral dengan ukuran yang halus. Tertiary crushing umunya dilakukan dengan menggunakan alat giling (mill), yaitu silinder dari baja yang didalamnya diisi grinding media, dan apabila silinder diputar pada as-nya akan terjadi grinding action.
Dalam pengertiannya grinding berada dengan crushing. Pada crushing penghancurannya disebabkan oleh gaya tekan (impact) dipakai untuk material yang kasar, sedangkan grinding penghancurannya oleh gaya gesekan (rubbing) dan biasanya dipakai untuk material yang halus (max. 6 mesh).
Pada mulanya grinding menunjukkan cara penghancuran dimana suatu benda berat meluncur atau bergeludung diatas benda lain, sedangkan benda yang akan dihancurkan berada diantaranya. Alat yang melakukan grinding media yang bersama-sama batuan yang akan dihancurkan dibuat jungkir balik (tumble) didalam silinder yang berputar, disebut tumbling mill atau Revolving Mill.
Tumbling Mill
Tumbling Mill atau Revolving mill terdiri dari satu shell berbentuk silinder yang pada dinding dalamnya dilapisi dengan liner (pelapis) dan dimuati grinding media, kemudian diputar pada as-nya yang horizontal.
Shell silinder dibuat dari plat baja, pelapis liner yang dapat diganti-ganti dibuat dari baja atau alloy, sedang grinding media terdiri dari bola-bola baja, bola kramik atau batuan yang relative bulat atau batang-batang baja. Kalau shell silinder yang berisi bola-bola baja dan yang berputar pada as-nya kedalamnya dimasukkan batuan yang akan dihancurkan melalui lubang pemasukan pada salah satu ujung silinder, maka produknya keluar melalui lubang pengeluaran pada ujung yang lain. Kecepatan perputaran shell silinder dibuat sedemikian rupa, sehingga bola-bola baja terangkut pada dinding silinder dan kemudian jatu bebas menimpa material yang ada didalam shell silinder.
Karena perputaran shell silinder, maka grinding media mengadakan gerakan :
Berputar menurut sumbunya yang sejajar dengan sumbu shell silinder.
Cascading action, menggelundung (berguling) ke bawah.
Cataracting action, jatuh bebas menurut arah parabola dan menimpa material yang ada dibawahnya.
Perputaran shell silinder dan gerakan grinding media mengakibatkan tenaga tumbukan dan menggiling yang akan menghancurkan partikel yang ada dalam Tumbling mill. Proses penghancuran (grinding) dapat dilakukan dalam keadaan kering atau basah. Partikel-partikel yang sudah halus dapat keluar dari shell silinder secara overflow (overflow discharge mill) atau melalui grade, yaitu plat yang berlubang-lubang pada ujung pengeluaran (grade discharge mill).
Kalsifikasi Tumbling mill ini dilakukan berdasrkan grinding media, perbandingan ukuran shell silinder dan metoda pengeluaran (discharge).
Ball Mill
Ball Mill adalah Tumbling mill yang mempunyai ukuran panjang kira-kira sama dengan diameternya dan berisi grinding media berupa bola-bola baja atau alloy. Bentuknya dapat berupa silinder disebut cylindrical.
Ball Mill atau berbentuk cone disebut conical Ball Mill. Posisi grinding media pada Cylindrical ball mill terbagi rata sepanjang shell, sedangkan pada conical ball mill terbagi menurut bola-bola baja yang sama dengan diameter shell. Jadi bola-bola baja yang besar berada pada diameter shell yang besar untuk menghancurkan partikel besar, sedang bola-bola baja yang kecil (sudah aus) berada pada cone section dekat ujung pengeluaran untuk menghancurkan partikel yang sudah halus.
Feed (umpan) untuk ball mill dapat berukuran 3 inci (max) dan digiling sampai menjadi 50 mesh (0,29 mm). kalau feed (umpan) makin kecil, maka produknya dapat lebih halus lagi (200 mesh = 0,074 mm).
Dalam operasi ball mill kecepatan perputan shell silinder harus dibuat setinggi mungkin, tetapi dihindarkan agar muatanya (grinding media dan batuan) tidak ikut berputar bersama shell silinder.
Rod Mill
Rod Mill bentuknya hamper sama dengan Ball mill, berbentuk shell silinder dengan ukuran panjangnya lebih besar dari diameternya (1 1/3 – 3 kali), dimuati dengan grinding media berupa batang-batang baja (stel rod) pengganti bola-bola baja.
Tube Mill
Tube Mill lebih mirip Ball Mill yang panjangnya dan diameternya relative lebih kecil, ukuran standar 5 ft.6 in. diameter dan 22 ft. panjang. Grinding media biasanya dipakai pebbles (bola-bola keramik) atau bola-bola besi.
Ball Mill Clasifier Cirkuit
Pada pemakaian Ball Mill di pabrik pengolahan biasanya dirangkaikan secara tertutup dengan alat classifier. Alat Clasifier ini akan mengkalsifikasikan produk hasil giling alat mill menjadi 2 bagian, yaitu underflow (yang kasar) dan overflow (yang halus). Underflow partikel yang masih kasar dikembalikan kedalam Ball Mill Untik digiling kembali, sedangkan overflow partikel yang sudah memenuhi ukuran kehalusan yang diinginkan, dialirkan ke proses selanjutnya. Materual dikembalikan kedalam Ball Mill disebut juga dengan “Circulating load” sedangkan perbandingan berat antara material yang dikembalikan dengan umpan (feed) yang baru masuk kedalam Mill disebut (Circulating Load Ratio).

BAB IV
PENUTUP

Kesimpulan
Cara menghitung persentase umpan suatu bahan galian yang masuk dalam suatu alat penghancur ataupun alat pengayak yaitu :

Berat Umpan (%) = (berat over / under (%) × berat over / under (ton))/(∑ berat over / under (%)) ×100%

Cara menghitung persentase berat oversize dan undersize suatu bahan galian yaitu :

R1 = (berat oversize (%) × berat oversize (ton))/(berat umpan (%) × berat umpan (ton)) ×100%

R2 = (berat undersize (%) × berat undersize (ton))/(berat umpan (%) × berat umpan (ton)) ×100%

ER = (R1 × R2) × 100%

Saran
Diharapkan agar jadwal praktikum pengolahan bahan galian lebih konsisten, sehingga praktikan bisa lebih siap menghadapi praktikum yang dilaksanakan.
Diharapkan agar literatur-literatur yang digunakan lebih lengkap dan detail, sehingga praktikan bisa lebih mudah memahami dan mengerti acara praktikum yang dilakukan.

Pengolahan Bahan Galian

PENDAHULUAN


Yang dimaksud dengan bahan galian adalah bijih (ore), mineral industri (industrial minerals) atau bahan galian Golongan C dan batu bara (coal).
Pengolahan bahan galian (mineral beneficiation/mineral processing/mineral dressing) adalah suatu proses pengolahan dengan memanfaatkan perbedaan-perbedaan sifat fisik bahan galian untuk memperoleh produkta bahan galian yang bersangkutan. Khusus untuk batu bara, proses pengolahan itu disebut pencucian batu bara  (coal washing) atau preparasi batu bara (coal preparation).
Pada saat ini umumnya endapan bahan galian yang ditemukan di alam sudah jarang yang mempunyai mutu atau kadar mineral berharga yang tinggi dan siap untuk dilebur atau dimanfaatkan. Oleh sebab itu bahan galian tersebut perlu menjalani pengolahan bahan galian (PBG) agar mutu atau kadarnya dapat ditingkatkan sampai memenuhi kriteria pemasaran atau peleburan. Keuntungan yang bisa diperoleh dari proses PBG tersebut antara lain adalah :

1. Mengurangi ongkos angkut.
   1. Mengurangi ongkos peleburan.
   2. Mengurangi kehilangan (losses) logam berharga pada saat peleburan.
   3. Proses pemisahan (pengolahan) secara fisik jauh lebih sederhana dan menguntungkan daripada proses pemisahan secara kimia.

Sedangkan metalurgi (metallurgy) adalah ilmu yang mempelajari cara-cara untuk memperoleh logam (metal) melalui proses fisika dan kimia serta mempelajari cara-cara memperbaiki sifat-sifat fisik dan kimia logam murni maupun paduannya (alloy). Metalurgi ada dua macam atau kelompok utama, yaitu :

1. Metalurgi ekstraktif (extractive metallurgy).
   1. Metalurgi fisik dan ilmu bahan (physical metallurgy and material science).

Menurut Kirk-Othmer metalurgi ekstraktif adalah ilmu yang mempelajari cara-cara pengambilan (ekstraksi) logam dari bijih (ore = naturally occuring compounds) dan proses pemurniannya, sehingga sesuai dengan syarat-syarat komersial.
Metalurgi ekstraktif dibagi menjadi 3 (tiga) jalur, yaitu :

1. Piro metalurgi (pyro metallurgy) yang dalam proses ekstraksinya menggunakan energi panas yang tinggi (bisa sampai 2.000^oC).
2. Hidro metalurgi (hydro metallurgy) yang menggunakan larutan kimia atau reagen organik untuk “menangkap” logamnya.
3. Elektro metalurgi (electro metallurgy) yang memanfaatkan teknik elektro-kimia (antar lain elektrolisis) untuk memperoleh logamnya.

Perbedaan utama antara PBG dengan ekstraktif metalurgi adalah :

• Pada PBG  : – bijih / mineral                  à tetap mineral

- kadar logam rendah       à kadar logam tinggi
- sifat-sifat fisik dan kimiaà tak berubah

• Pada ekstraktif metalurgi   : – bijih / mineral                  à jadi logam (metal)

- sifat-sifat fisik dan kimiaà berubah
2.  PENGOLAHAN BAHAN GALIAN (PBG)
Tahap-tahap utama dalam proses PBG terdiri dari (lihat Lampiran A) :
2.1.  KOMINUSI ATAU REDUKSI UKURAN (COMMINUTION)
Kominusi atau pengecilan ukuran merupakan tahap awal dalam proses PBG yang bertujuan untuk :

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

Kominusi ada 2 (dua) macam, yaitu :

1. Peremukan / pemecahan (crushing)
2. 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)
2.1.1.  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 :

1. Jaw crusher
2. Gyratory crusher
3. Cone crusher
4. Roll crusher
5. Impact crusher
6. Rotary breaker
7. Hammer mill

2.1.2.  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 :

1. Bola-bola baja atau keramik (steel or ceramic balls).
   1. Batang-batang baja (steel rods).
   2. Campuran bola-bola baja dan bahan galian atau bijihnya sendiri yang disebut semi autagenous mill (SAG).
   3. Tanpa media penggerus, hanya bahan galian atau bijihnya yang saling menggerus dan disebut autogenous mill.

Peralatan penggerusan yang dipergunakan adalah :

1. Ball mill dengan media penggerus berupa bola-bola baja atau keramik.
   1. Rod mill dengan media penggerus berupa batang-batang baja.
   2. Semi autogenous mill (SAG) bila media penggerusnya sebagian adalah bahan galian atau bijihnya sendiri.
   3. Autogenous mill bila media penggerusnya adalah bahan galian atau bijihnya sendiri.

2.2.  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.
2.2.1.  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 :

1. Hand sieve
2. Vibrating sieve series / Tyler vibrating sive
3. Sieve shaker / rotap
4. Wet and dry sieving

Sedangkan ayakan (screen) yang berskala industri antara lain :

1. Stationary grizzly
2. Roll grizzly
3. Sieve bend
4. Revolving screen
5. Vibrating screen (single deck, double deck, triple deck, etc.)
6. Shaking screen
7. Rotary shifter

2.2.2.  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 :

1. Partition concept
2. Tapping concept
3. 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 :

1. Scrubber
2. Log washer
3. Sloping tank classifier (rake, spiral & drag)
4. Hydraulic bowl classifier
5. Hydraulic clindrical tank classifier
6. Hydraulic cone classifier
7. Counter current classifier
8. Pocket classifier
9. Hydrocyclone
10. Air separator
11. Solid bowl centrifuge
12. Elutriator

2.3.  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 :
2.3.1.  Pemilahan (Sorting)
Bila ukuran bongkahnya cukup besar, maka pemisahan dilakukan dengan tangan (manual), artinya yang terlihat bukan mineral berharga dipisahkan untuk dibuang.
2.3.2.  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 :

1. Hindered settling classification ; klasifikasi pengendapannya terhalang.
2. Differential acceleration pada awal pengendapan ; artinya partikel yang berat mengendap lebih dahulu.
   1. 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 :

1. Jengkek (jig) dengan bermacam-macam rekacipta (design).
2. Meja goyang (shaking table).
3. Konsentrator spiral (Humprey spiral concentrator).
4. Palong / sakan (sluice box).

2.3.3. 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 :

1. Drum separator karena bentuknya silindris.
2. Cone separator karena bentuknya seperti corongan.

2.3.4.  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 :

1. Electrodynamic separator (high tension separator).
2. Electrostatic separator yang terdiri dari :

-  plate electrostatic separator
-  screen electrostatic separator

2.3.5.  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 :

1. Induced roll dry magnetic separator.
2. 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

2.3.6.  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 :

1. Pembuih (frother) yang berfungsi sebagai pen-stabil gelembung-gelembung udara. Misalnya : methyl isobuthyl carbinol (MIBC), minyak pinus, dan terpentin.
2. Kolektor / pengumpul (collector) yang bisa mengubah sifat permukaan mineral yang semula suka air menjadi suka udara. Contohnya : xanthate, thiocarbonilid, asam oleik, dll.
3. 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.
4. 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 :

1. Mechanical flotation yang terdiri dari berbagai variasi antara lain :

-  Agitair cell
-  Denver cell
-  Krupp cell
-  Outokumpu cell
-  Wemco-Fagregren cell

1. Pneumatic flotation yang terdiri dari variasi :

-  Column cell
-  Cyclo cell
-  Davcra cell
-  Flotaire cell
2.4.  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 :
2.4.1.  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 :

1. Rake thickener.
2. Deep cone thickener.
3. Free flow thickener.

2.4.2.  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 :

1. 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.

1. Pressure filter, misalnya :

-    Merrill plate and frame filter
-    Kelly pressure filter
-    Burt revolving filter
2.4.3.  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 :

1. Hearth type drying/air dried/air baked, yaitu pengeringan yang dilakukan di atas lantai oleh sinar matahari dan harus sering diaduk (dibolak-balik).
2. Shaft drier, ada dua macam, yaitu :

-    tower drier, material (mineral) yang basah dijatuhkan di dalam saluran silindris vertikal yang dialiri udara panas (80o – 100^o).
-    rotary drier, material yang basah dialirkan ke dalam silinder panjang yang diputar pada posisi agak miring dan dialiri udara panas yang berlawanan arah.

1. Film type drier (atmospheric drum drier) ; silinder baja yang di dalamnya dialiri uap air (steam). Jarang dipakai.
2. 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.

2.5.  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).
2.5.1.  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.
2.5.2.  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.
2.5.3.  Penanganan / Pembuangan Ampas (Tailing Disposal)
Kegiatan ini yang paling sulit penanganannya karena :

1. Jumlahnya (volumenya) sangat banyak, antara 70% – 90% dari material yang ditambang.
2. Kadang-kadang mengandung bahan berbahaya dan beracun (B-3).
3. 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.

3. METALURGI EKSTRAKTIF (EXTRACTIVE METALLURGY) DAN PEMURNIAN (REFINING)
Tahapan proses (process aims) pada metalurgi ekstraktif (lihat Lampiran B, C dan D) adalah :

1. Pemisahan (separation), yaitu pembuangan unsur, campuran (compounds) atau material yang tidak diinginkan dari bijih (sumber metal = source of metal).
2. Pembentukan campuran (compound foramtion), yaitu cara memproduksi material yang secara struktur dan sifat-sifat kimianya berbeda dari bijihnya (sumbernya).
3. Pengambilan/produksi metal (metal production), yaitu cara-cara memperoleh metal yang belum murni.

1. Pemurnian metal (metal purification), yaitu pembersihan, metal yang belum murni (membuang unsur-unsur pengotor dari metal yang belum murni), sehingga diperoleh metal murni.

Metalurgi ekstraktif terdiri dari :

1. Pirometalurgi (pyrometallurgy), menggunakan energi panas sampai 2.000^o C.
2. Hidrometalurgi (hydrometallurgy), menggunakan larutan dan reagen organik.
3. Elektrometalurgi (electrometallurgy), memanfaatkan teknik elektro-kimia.

3.1.  PIROMETALURGI (PYROMETALLURGY)
Suatu proses ekstraksi metal dengan memakai energi panas. Suhu yang dicapai ada yang hanya 50^o – 250^o C (proses Mond untuk pemurnian nikel), tetapi ada yang mencapai 2.000^o C (proses pembuatan paduan baja).       Yang umum dipakai hanya berkisar 500^o – 1.600^o C ; pada suhu tersebut kebanyakan metal atau paduan metal sudah dalam fase cair bahkan kadang-kadang dalam fase gas.
Umpan yang baik adalah konsentrat dengan kadar metal yang tinggi agar dapat mengurangi pemakaian energi panas. Penghematan energi panas dapat juga dilakukan dengan memilih dan memanfaatkan reaksi kimia eksotermik (exothermic).
Sumber energi panas dapat berasal dari :

1. Energi kimia (chemical energy = reaksi kimia eksotermik).
2. Bahan bakar (hydrocarbon fuels) : kokas, gas dan minyak bumi.
3. Energi listrik.
4. Energi terselubung/tersembunyi (conserved energy = sensible heat), panas buangan dipakai untuk pemanasan awal (preheating process).

Peralatan yang umumnya dipakai adalah :

1. Tanur tiup (blast furnace).
2. Reverberatory furnace.

Sedangkan untuk pemurniannya dipakai :

1. Pierce-Smith converter.
2. Bessemer converter.
3. Kaldo cenverter.
4. Linz-Donawitz (L-D) converter.
5. Open hearth furnace.

3.2.  HIDROMETALURGI (HYDROMETALLURGY)
Yaitu proses ekstraksi metal dengan larutan reagen encer (< 1 gramol) dan pada suhu < 100^o C. Reaksi kimia yang dipilih biasanya yang sangat selektif;
artinya hanya metal yang diinginkan saja yang akan bereaksi (larut) dan kemudian dipisahkan dari material yang tak diinginkan.
Kondisi yang baik untuk hidrometalurgi adalah :

1. Metal yang diinginkan harus mudah larut dalam reagen yang murah.
2. Metal yang larut tersebut harus dapat “diambil” dari larutannya dengan mudah dan murah.
3. Unsur atau metal lain yang ikut larut harus mudah dipisahkan pada proses berikutnya.
4. Mineral-mineral pengganggu (gangue minerals) jangan terlalu banyak menyerap (bereaksi) dengan zat pelarut yang dipakai.
5. Zat pelarutnya harus dapat “diperoleh kembali” untuk didaur ulang.
6. Zat yang diumpankan (yang dilarutkan) jangan banyak mengandung lempung (clay minerals), karena akan sulit memisahkannya.
7. Zat yang diumpankan harus porous atau punya permukaan kontak yang luas agar mudah (cepat) bereaksi pada suhu rendah.
8. Zat pelarutnya sebaiknya tidak korosif dan tidak beracun (non-corrosive and non-toxic), jadi tidak membahayakan alat dan operator.

Peralatan yang dipergunakan adalah :

1. Electrolysis / electrolytic cell.
2. Bejana pelindian (leaching box).

3.3.  ELEKTROMETALURGI (ELECTROMETALLURGY)
Suatu proses ekstraksi logam yang memakai teknik elektro-kimia, misalnya : baterai dan elektrolisa (electrolysis = electrorefining). Pada proses ini kecuali diperlukan arus listrik sebagai sumber energi juga diperlukan elektroda (electrodes) dan cairan elektrolit (electrolyte).
Elektroda harus memiliki sifat-sifat :

1. Konduktor listrik yang baik.
2. Potensial yang terbentuk di sekitar elektroda harus rendah.
3. Tidak mudah bereaksi dengan metal yang lain dan tidak membentuk campuran yang dapat mengganggu proses elektrolisa.

Bila elektroda itu padat, ada syarat tambahan agar proses elektrolisa berlangsung memuaskan, yaitu harus :

1. Mudah diperoleh atau disiapkan dengan murah.
2. Tahan korosi dalam zat larut.
3. Stabil, kuat dan tidak mudah terkikis (resistance to abrasion).
4. Harus murah harganya.

Elektrolit harus memiliki sifat-sifat :

1. Memiliki daya hantar ion yang tinggi.
2. Tidak mudah terurai atau bereaksi (high chemical stability).
3. Memiliki daya larut yang tinggi bagi metal yang diinginkan.

Peralatan yang biasa dipakai electric arc furnace.

Tambang Bawah Tanah (Underground Mine)

 
Tambang bawah tanah adalah kegiatan pertambangan yang di lakukan dibawah permukaan tanah untuk mengambil bahan mineral..

 

Karena letak cadangan yang umumnya berada jauh dibawah tanah, jalan masuk perlu dibuat untuk mencapai lokasi cadangan. Jalan masuk dapat dibedakan menjadi beberapa:

• Ramp, jalan masuk ini berbentuk spiral atau melingkar mulai dari permukaan tanah menuju kedalaman yang dimaksud. Ramp biasanya digunakan untuk jalan kendaraan atau alat-alat berat menuju dan dari bawah tanah.
• Shaft, yang berupa lubang tegak (vertikal) yang digali dari permukaan menuju cadangan mineral. Shaft ini kemudian dipasangi semacam lift yang dapat difungsikan mengangkut orang, alat, atau bijih.
• Adit, yaitu terowongan mendatar (horisontal) yang umumnya dibuat disisi bukit atau pegunungan menuju ke lokasi bijih.

 Ada dua tahap utama dalam metode tambang bawah tanah: development (pengembangan) dan production (produksi). Pada tahap development, semua yang digali adalah batuan tak berharga. Tahap development termasuk pembuatan jalan masuk dan penggalian fasilitas-fasilitas bawah tanah lain.

Dengan semua pekerjaan yang dilakukan di bawah tanah dengan panjang terowongan yang mencapai ribuan meter, maka diperlukan usaha khusus untuk mengalirkan udara ke semua sudut terowongan. Pekerjaan ini menjadi tugas tim ventilasi tambang.

Selain mensuplai jumlah oksigen yang cukup, ventilasi juga mesti memastikan agar semua udara kotor hasil pembuangan alat-alat diesel dan gas beracun yang ditimbulkan oleh peledakan bisa segera dibuang keluar. Untuk memaksa agar udara mengalir ke terowongan, digunakanlah fan (kipas) raksasa dengan berbagai ukuran dan teknik pemasangan.

Untuk menjaga kestabilan terowongan diperlukan pula penyangga-penyangga terowongan. Berbagai metode penyanggaan (ground support) telah dikembangkan. Penyanggaan yang optimal akan mendukung kelangsungan kinerja dan juga keselamatan semua pekerja.

Metode tambang bawah tanah terbagi mejadi:

Open Stope Methodes

Supported Stope Methodes

Caving Methodes

      Coal Mining Methodes

Open Stope Methodes

Open Stope Methodes adalah sistem tambang bawah tanah dengan ciri-ciri :

Sedikit memakai penyangga, atau hampir tidak tidak ada.

Umumnya merupakan cara penambangan sederhana, atau tradisional.

Bisa menggunakan buruh-buruh yang tidak terlatih.

Cocok untuk endapan bijih dengan ciri-ciri:

Endapan bijih dan batuan induk relative keras, sehingga tidak mudah runtuh.

Endapan bijih memiliki kemiringan lapisan (dip) lebih dari 70^o.

Ukuran bijih tidak terlalu besar.

Tebal endapan bijih kurang dari 5 m.

Antara batuan induk dan bijih mudah dibedakan atau terlihat jelas.

Sedangkan metode Open Stope Methode sendiri dibedakan menjadi:

Gophering Coyoting

Glory Hole Methode

Shrinkage Stoping

Sublevel Stoping

Berdasarkan pembagian di atas, dapat dijelaskan sebagai berikut:

Gophering Coyoting

Metode Gophering Coyoting mempunyai ciri-ciri:

Arah penambangan hanya mengikuti arah endapan bijih.

Cara pengerjaannya tidak sistematis.

Alat dan cara penambangnya sangat sederhana.

Tanpa perencanaan rinci, karena dalam penambangnya hanya mengikuti arah endapan.

Glory Hole Methode

Metode Glory Hole Methode merupakan system penambangan dengan cara bebas membuat lubang bukaan, dikarenakan baik batuan induk maupun endapan bijih relative kuat. mempunyai ciri-ciri:

Metode ini cocok untuk endapan yang sempit atau relative sedikit.

Lebar endapan antara 1 – 5 m, tetapi dengan arah memanjang ke bawah berbentuk bulat atau elips.

Endapan bijih dan batuan induk kuat.

Shrinkage Stoping

Metode Shrinkage Stoping mempunyai syarat atau ciri-ciri:

Cocok untuk batuan kuat.

Endapan mempunyai kemiringan lebih dari 70^o.

Tebal endapan tidak lebih dari 3 m.

Endapan bijih memiliki nilai yang tinggi baik kadar maupun harganya.

Endapan bijih harus homogen atau uniform.

Penambangan tidak selektif.

Bukan merupakan endapan Sulfida (Fe), karena endapan Sulfida harus dengan metode selective mining, hal ini guna menghindari pengaruhnya pada asam tambang.

Sublevel Stoping

Sublevel Stoping adalah penambangan bawah tanah dengan cara membuat level-level, kemudian dibagi menjadi sublevel-sublevel. Sedangkan syarat-syaratnya sebagai berikut:

Ketebalan cebakan antara 1 – 20 m.

Kemiringan lereng sebaiknya lebih dari 30^o.

Baik endapan bijih dan batuan induk harus kuat dan keras.

Batas endapan bijih dan batuan induk harus kuat dan tidak ada retak-retak ketika dilakukan penambangan. Hal ini diperlukan agar tidak terjadi dilusi atau pencampuran dua material. Dalam hal ini pencampuran endapan bijih dengan batuan induk.

Penyebaran kadar bijih sebaiknya homogen.

Supported Stope Methode

Supported Stope Methode adalah metode penambangan bawah tanah yang menggunakan penyangga dalam proses penambangannya. Secara umum ciri-ciri Supported Stope Methode antara lain:

Cocok untuk endapan bijih serta batuan induk yang lunak.

Cara penambangannya secara sistematis.

Penyangga dalam tambang bawah tanah dibedakan menjadi dua, antara lain:

Penyangga Alamiah

Penyangga alamiah adalah penyangga yang menggunakan material yang berada atau dihasilkan dari proses penambangan itu sendiri. Penyangga alamiah dibagi menjadi:

Endapan bijih yang ditinggalkan atau tidak ditambang.

Endapan bijih kadar rendah. Setelah dinilai tidak ekonomis, endapan bijih ini ditinggalkan sebagai penyangga.

Waste

Batuan samping, atau material lain yang tidak ditambang.

Penyangga Buatan (Artificial Support)

Artificial support adalah penyangga buatan yang dimasukan ke dalam tamang bawah tanah, agar tidak runtuh. Bahan penyangga buatan ini disebut juga Material Filling, dapat berupa tailing, pasir, tanah, semen, baja, kayu, maupun baut batuan.

Supported Stope Methode dibedakan menjadi:

Shrink and Fill Stoping

Merupakan metode penambangan dengan cara membuat level-level, dimana level-level tersebut merupakan endapan bijih yang ditambang. Di dalam level-level tersebut dibuat Stope-stope atau ruangan-ruangan. Setelah selesai menambang dalam satu level, maka level tersebut diisi kembali dengan material lalu dilanjutkan dengan membuat level baru. Arah tambang pada metode ini relative horizontal.

Cut and Fill Stoping

Merupakan metode penambangan dengan cara memotong batuan untuk membuat stope dalam level. Setelah selesai menambang dalam satu stope, maka stope tersebut diisi kembali tanpa menunggu selesai dalam satu level. Ini yang membedakan dengan Shrink and Fill Stoping. Syarat Cut and Fill Stoping antara lain:

Endapan bijih tebalnya antara 1 – 6 m.

Arah endapan relative mendatar tapi cukup tebal.

Sebaiknya untuk endapan vein, kemiringannya harus lebih dari 45^o. Dan untuk endapan yang bukan vein kurang dari 45^o

Endapan bijih keras, tapi batuan induknya lunak.

Endapan bijih bernilai tinggi baik kadar maupun harganya.

Square Set Stoping

Pada dasarnya, system penambangan ini dengan cara membuat penyangga yang lebih sistematis, dimana penyangganya berbentuk ruang (tiga dimensi). Baik berupa kubus ataupun balok. Penyangganya sendiri dapat berupa kayu maupun besi.

Ciri-ciri Square Set Stoping antara lain:

Ongkos penyangganya sangat mahal.

Kemiringan endapan lebih dari 45^o

Ketebalan bijih minimal 3,5 m.

Baik endapan bijih maupun batuan induk mudah runtuh.

Endapan tidak perlu memiliki batasan yang jelas antara endapan bijih dan batuan induknya.

Stull Stoping

System penambangan ini meruapkan system penambangan yang memasang penyangga dari footwall ke hanging wall. Stull sendiri berarti kayu, sehingga pada system penambangan ini penyangganya menggunakan kayu.

Ciri-ciri system penambangan ini antara lain:

Bijih cukup kuat, sehingga tidak perlu langsung disangga, tapi batuan induk mudah pecah menjadi bongkahan-bongkahan.

Kemiringan endapan bijih tidka terlalu berpengengaruh.

Ketebalan endapan bijih antara 1 – 5 m.

Bijih harus bernilai tinggi.

Recovery harus tinggi. Dan looses factor harus rendah, mengingat biaya yang dibutuhkan untuk penyangga sangat mahal.

* Cara pemasangan penyangga dibedakan menjadi:

Raise Set

Raise set merupakan cara pemasangan penyangga dari bawah ke atas.

Lead Set

Lead set merupakan cara pemasangan penyangga maju, searah dengan penambangan endapan bijih.

Corner

Corner set merupakan cara pemasangna penyangga ke arah samping atau juga menyudut.

* Vein atau urat batuan adalah intrusi batuan lain ke dalam batuan induk. Intusi terjadi melalui rekahan-rekahan batuan induk, dan lebih keras daripada batuan induk.

* Endapan bijih dalam sebuah cebakan relative berbeda kadarnya pada masing-masing bagiannya. Mengenai kadarnya dapat dihitung dengan menggunakan metode IMD dan juga IDW yang diperlajari di matakuliah Geostatik.

* Drift adalah lubang bukaan yang menghubungkan antar level secara vertikal.

* Raise adalah lubang bukaan horizontal yang berfungsi sebagai jalan keluar-masuk pekerja dan juga mengeluarkan endapan bijih.

* Level adalah lubang bukaan yang bertingkat-tingkat.