Pengolahan Bahan Galian (PBG) III : Concentration

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 :

Pemilahan (Sorting)

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

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.
3. 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).

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.

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

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

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

Demikian Artikel mengenai konsentrasi (Concentration) atau peningkatan kadar bahan galian selanjutnya akan dibahas mengenai Pengurangan kadar air (Dewatering) pada artikel Pengolahan Bahan Galian (PBG) IV : Dewatering.

Semoga bermanfaat Tuhan Memberkati.