screening
DESCRIPTION
Peoses pengklasifikasian mineral terhadap ukurannya dengan proses screeningTRANSCRIPT
1
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Dalam diagram alir proses metalurgi sebelum bijih mengalami proses
metalurgi ekstraksi secara hidrometalurgi, pirometalurgi, dan elektrometalurgi.
Bijih yang semula berupa bongkahan-bongkahan besar diproses pra olahan yang
terdiri dari kominusi, sizing, dan klasifikasi.
Tanpa mengalami proses pra olahan maka bongkahan–bongkahan bijih
yang merupakan hasil penambangan tidak mungkin langsung digunakan dalam
proses metalurgi ekstraksi.
Pada awalnya bongkahan bijih tersebut akan dihancurkan oleh mesin
crusher agar ukurannya diperkecil sehingga memudahkan untuk mengolahnya.
Kemudian dilanjutkan dengan mesin penggerus yang biasa kita sebut grinding.
Saat bijih telah memasuki mesin tersebut bentuk butiran bijih yang tadinya
berbentuk bongkahan besar, telah berubah menjadi bijih yang berbentuk pasir besi
yang akan mengalami proses penyesuaian, mulai dari ukuran sampai dengan
konsentrasi atau kandungan bijih itu sendiri. Hasil dari proses pra olahan yang
disebut konsentrat.
Bijih tersebut dikelompokan menurut besar dan berat jenis, agar secara
mudah dapat diambil mineral yang berharganya. Proses pemisahan atau
pengelompokkan mineral tersebut biasa kita sebut dengan screening.
Pada praktikum ini metode yang digunakan adalah metode Gaudin, yaitu
metode pengolahan data-data hasil screening dilihat dari kumulatif persen lolos.
Dengan penggunaan metode ini proses preparasi bijih akan dapat dilakukan
dengan efisien serta dapat menghindari terjadinya oversizing.
1.2. Tujuan Percobaan
Adapu tujuan dari penulis membuat laporan ini ialah untuk membuat
presentasi data ayakan dengan menggunakan metode Gaudin.
1
2
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
1.3. Batasan Masalah
Adapun batasan dalam praktikum screening ini adalah untuk dapat
membuat persentasi data screening dengan menggunakan metode Gaudin
sehingga dapat mengetahui pada pengecilan ukuran berapa suatu proses kominusi
efisien dilakukan. Yang menjadi variabel bebasnya adalah waktu pengayakan dan
fraksi ukuran dari hasil screening, sedangkan variabel terikatnya adalah berat
pasir dari dari setiap fraksi ukuran. Dengan ukuran tiap fraksi +10#, -10# +18#,
-18# +40#, -40# +60#, -60#.
1.4. Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan laporan ini terdiri dari enam bab. BAB I
menjelaskan mengenai latar belakang, tujuan percobaan, batasan masalah,
sistematika penulisan. BAB II menjelaskan mengenai tinjauan pustaka yang berisi
mengenai teori singkat dari percobaan yang dilakukan oleh praktikan. BAB III
menjelaskan mengenai metode penelitian yang praktikan lakukan. BAB IV
menjelaskan mengenai data percobaan. BAB V menjelaskan mengenai
pembahasan yang praktikan paparkan secara keseluruhan dengan sebaik-baiknya
dan bab VI menjelaskan mengenai kesimpulan dari percobaan. Selain itu juga di
akhir laporan terdapat lampiran yang memuat contoh perhitungan, jawaban
pertanyaan dan tugas serta terdapat juga blangko percobaaan.
3
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Proses Pengolahan Mineral
Sebelum bijih mengalami proses–proses metalurgi selanjutnya khususnya
proses metalurgi ekstraksi, ataupun sebagai produk untuk dijual bijih tersebut
akan mengalami proses–proses pengolahan mineral yang terdiri dari :
1. Kominusi (comminution)
Kominusi dibagi menjadi dua yaitu peremukkan (crushing) dan
penggerusan (grinding). Kominusi atau pengecilan ukuran dilakukan
dengan tujuan agar bahan galian yang akan diproses memiliki ukuran yang
tidak terlalu besar, sehingga dapat dilakukan proses selanjutnya
2. Klasifikasi (sizing dan clasification)
Sizing dan clasification adalah pengelompokan berdasarkan ukuran
dengan metoda pengayakan. Contoh alat yaitu grizzly, ayakan getar dan
spiral klasifikator.
3. Proses Konsentrasi (Concentration)
Konsentrasi adalah klasifikasi mineral berdasasarkan sifat fisiknya.
Sifat fisik ini dibagi menjadi dua yaitu mineral berat dan mineral ringan.
Umumnya mineral berat adalah mineral berharga dan mineral ringan adalah
mineral tak berharga. Produk dari konsentrasi adalah konsentrat dan tailing.
Pada konsentrat persen mineral berharganya lebih besar dibandingkan
mineral tak berharga. Sedangkan pada tailing persen mineral berharganya
lebih kecil dibandingkan mineral tak berharga.
Konsentrasi adalah tahap akhir dalam preparasi bijih secara fisik.
Hasil dari proses inilah yang akan digunakan dalam proses ekstraksi.
Konsentrasi dibagi menjadi enam bagian, yaitu:
1. Ore Sorting
2. Heavy media separator
3. Pemisahan berdasarkan gravitasi (gravity concentration)
3
4
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
4. Pemisahan berdasarkan sifat magnet (magnetic separation)
5. Pemisahan berdasarkan sifat elektrostatis (electrostatic separation)
6. Flotasi (flotation).
2.2 Proses Pengayakan ( Screening )
Screening merupakan proses pemisahan bahan galian berdasarkan ukuran.
Berat atau ringannya ukuran material disebabkan karena berat jenis dari material
itu sendiri, dan juga gaya gravitasi yang mempengaruhinya. Mineral yang dapat
melewati lubang ayakan sering disebut oversize sedangkan mineral yang tidak
lolos dari lubang ayakan disebut undersize.
Tujuan dari proses pengayakan ini adalah :
1. Mempersiapkan produk umpan (feed) yang ukurannya sesuai untuk
beberapa proses berikutnya.
2. Mencegah masuknya mineral yang tidak sempurna dalam peremukan
(primary crushing) atau oversize ke dalam proses pengolahan berikutnya,
sehingga dapat dilakukan kembali proses peremukan tahap berikutnya
(secondary crushing).
3. Untuk meningkatkan spesifikasi suatu material sebagai produk akhir.
4. Mencegah masuknya undersize ke permukaan.
Pengayakan biasanya dilakukan dalam keadaan kering untuk material
kasar, dengan ukuran optimal sampai dengan ukuran 10 mesh (#). Sedangkan
pengayakan dalam keadaan basah biasanya untuk material halus.
Permukaan ayakan yang digunakan pada screen bervariasi diantaranya plat
yang berlubang, anyaman kawat (woven wire) ataupun dengan menggunakan
susunan batangan logam, biasanya digunakan batang baja (pararel rod).
Sistem bukaan dari permukaan ayakan juga bervariasi, seperti bentuk
lingkaran, persegi ataupun persegi panjang, penggunaan berikut ini tergantung
dari ukuran, karakteristik dan kecepatan gerakan ayakan.
5
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Faktor–faktor yang mempengaruhi undersize lolos adalah ukuran absolut
dari permukaan ayakan, presentase tehadap total luas permukaan ayakan, ukuran
relatif bijih, sudut jatuh partikel dan kecepatan jatuh partikel.
Parameter keberhasilan dari proses pengayakan ini adalah besar
kapasitansi (ton persatuan ataupun satuan waktu) dan besarnya efisiensi (%).
Kedua parameter tersebut dapat bersifat kontradiktif. Dari segi orientasi, besarnya
efisiensi merupakan kesempurnaan dalam pemisahan. Makin lama operasi
pengayakan maka efisiensi semakin tinggi tapi kapasitas makin rendah.
Ayakan getar adalah suatu alat dalam proses pengayakan yang baik dan
sering digunakan di masa sekarang dikarenakan, seperti kapasitas ayakan yang
cukup besar dengan ruang penampung yang cukup, biaya operasi dan perawatan
yang relatif murah (tahan perawatan sampai dengan per ton ayakan) dan mampu
memisahkan mineral dari ukuran 25 cm sampai dengan ukuran 250 cm.
Ayakan ini dapat digunakan dalam keadaan basah ataupun kering. Pada
keadaan basah pengayakan dapat dilakukan sampai dengan ukuran 200 mesh,
sedangkan keadaan kering mencapai 325 mesh.
Ayakan getar (vibrating screen) dibagi menjadi tiga berdasarkan
getarannya, yaitu:
1. Berputar (incline) dimana terjadi gerakan berputar pada pusat secara
mekanis dengan kecepatan amplitudo sebesar 600-7000 rpm.
2. horizontal terjadi gerakan linier dengan komponen vertikal sebagai
pengangkat dengan kecepatan amplitudo 600-3000 rpm dan acak,
probability terjadi gerakan yang bervariasi.
Ada dua macam mekanisme getaran pada proses ini yaitu mekanis dan
elektrik, yang langsung dihasilkan dari permukaan ayakan. Mekanisme elektris
atau elektromagnet, seperti berhenti atau meletakkan unsur ulet untuk
memperkuat dan memperhebat efek getaran. Getaran mekanis adalah getaran yang
disebabkan oleh pergerakan alat terdiri dari palu (hammers), cams, eksentrik,
pemutar dan beberapa kombinasi mekanis lain.
6
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
2.3 Metode Gaudin
Dalam proses pengayakan ini dapat dibuat suatu presentasi data
pengayakan yang dapat dipakai untuk mengetahui pada pengecilan ukuran berapa
suatu proses kominusi efisien dilakukan.
Salah satu presentasi data yang dipakai adalah presentasi dari Gaudin.
Metode Gaudin adalah metode pengelompokan berdasarkan ukuran bijih pada
screening dengan melihat persentase kumulatif bijih yang lolos pada saat
pengayakan, sehingga dapat disimpulkan proses kominusi dapat berjalan dengan
efisien serta tidak terjadi oversizing.
Dengan persamaan :
Y = 100 (X/K)m
………………………………………………………..(1)
Dimana :
Y = kumulatif persen lolos
m = modulus distribusi
X = ukuran partikel
K = mudulus ukuran
7
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB III
METODE PERCOBAAN
3.1 Diagram Alir Percobaan
Percobaan ini dilakukan dengan tahapan sebagai berikut:
Gambar 1. Diagram alir percobaan screening
Menyusun ayakan berdasarkan urutan ukurannya
10#,18#, 40#, dan 60#
Menyalakan screening selama 5 menit
Mengambil hasil ayakan
Menimbang masing–masing fraksi
Pembahasan
Pasir 1000 gram
Data Pengamatan
Kesimpulan
Literatur
7
8
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
3.2 Alat dan Bahan
3.2.1 Alat yang digunakan
1. Vibrating screen
2. Screening dengan ukuran 10#,18#, 40#, dan 60#
3. Neraca teknis
3.2.2 Bahan yang digunakan
1. Pasir
3.3 Prosedur Percobaan
1. Penimbangan pasir seberat 1000 gram.
2. Penyusunan ayakan sesuai dengan urutan ukuran terbesar ke yang
paling terkecil (+10#, -10# +18#, -18# +40#, -40# +60#, -60#).
3. Melakukan proses screening selama 5 menit
4. Penimbangan masing-masing fraksi dengan teliti
9
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Tabel Hasil Percobaan
Setelah melakukan proses screening pada pasir kwarsa, didapat data-data
hasil percobaan sebagai berikut.
Tabel 1. Data Hasil Percobaan
Fraksi
Ukuran
(#)
Ukuran
Butiran
(µm)
Berat
Tertampung
(gram)
% Berat
Tertampung
Berat Lolos
(gram)
% Berat
Lolos
+10# 1480 304,5 31,03 676,6 68,96
-10#+18# 1480 158,5 16,15 518,1 52,8
-18#+40# 822,2 437,5 44,59 80,6 8,21
-40#+60# 370 74,5 7,59 6,1 0,62
-60# 246,6 6,1 0,62 0 0
Jumlah - 981,1 100 - -
Tabel 2. Data Kumulatif
Fraksi
Ukuran (#)
Komulatif
%Berat
Tertampung
Komulatif %
Berat Lolos
Log Komulatif
% Berat Lolos
Log Ukuran
Butiran
+10# 31,03 68,96 1,83 3,17
-10#+18# 47,18 121,76 2,08 3,17
-18#+40# 91,77 129,97 2,11 2,91
-40#+60# 99,36 130,59 2,11 2,56
-60# 99,98 130,59 2,11 2,39
Jumlah - 851,32 10,24 14,2
9
10
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
4.2 Pembahasan
Dalam mekanisme pengayakan, terdapat suatu metode yang dapat
digunakan untuk menghitung seberapa efektif proses kominusi harus dilakukan
agar pengayakan berfungsi secara maksimal. Dari hasil data yang telah diolah
menjadi perhitungan maka didapat suatu hubungan antara berat bijih dengan
ukuran dalam pengayakan. Hal ini dapat dijelaskan dalam pembahasan gambar 2
berikut ini.
Gambar 2. Log Kumulatif Berat Lolos terhadap Log Ukuran Butir
Dari grafik gambar 2 dapat diketahui bahwa semakin besar log kumulatif
berat lolos makan log ukuran butir lolos pun akan semakin kecil. Persentase
komulatif berat lolos paling besar dalam praktikum ini terjadi dalam ayakan
dengan ukuran partikel 1480 mikron yaitu pada ayakan dengan ukuran ayakan
+10 # (mesh).
Melalui grafik ini dapat disimpulkan bahwa semakin kecil ukuran partikel
maka semakin kecil persentase berat tertampung. Karena pasir yang digunakan
adalah pasir biasa bukan pasir kuarsa sehingga pada proses pengayakan atau
y = -0.2031x + 2.6249 R² = 0.3459
1.8
1.85
1.9
1.95
2
2.05
2.1
2.15
2.2
0 0.5 1 1.5 2 2.5 3 3.5
Grafik Berat lolos terhadap ukuran butir
Log Ukuran Butir
Log K
um
ula
tif
Ber
at L
olo
s
11
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
screening yang di dapat pada tiap fraksi adalah seimbang. Apabila penggunaan
pasir kuarsa maka akan didapatkan hasil setelah pengayakan lebih cenderung
didalam fraksi yang berukuran besar (mesh) , dikarenakan pasir kuarsa yang sudah
terlalu halus.
Dengan menggunakan metode Gaudin, secara cepat dapat diketahui bahwa
pada pengecilan ukuran beberapa proses kominusi dapat berjalan dengan efisien
serta tidak terjadi oversizing karena metode Gaudin itu sendiri adalah metode
pengelompokkan ukuran pada screening dengan melihat persentase kumulatif
bijih yang lolos pada saat pengayakan.
Dalam praktikum ini vibrator screen adalah alat yang digunakan dengan
sesuai dengan skala lab dan sederhana penggunaannya, pada saat penggunaannya
ketika waktu pengayakan yang diberikan cukup lama ternyata ada bebera partikel
yang berhamburan dan ini menyebabkan berat yang tertampung sedikit berkurang
dari berat awalnya.
12
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
BAB V
KESIMPULAN
5.1 Kesimpulan
Dalam praktikum screening, telah melakukan salah satu proses sizing
dengan memanfaatkan ayakan getar atau vibrating screen dengan urutan ukuran
ayakan 10#,18#, 40#, dan 60#. Sehingga dapat disimpulkan bahwa :
1. Metode Gaudin dapat digunakan untuk mengetahui pada pengecilan
ukuran berapa proses kominusi dapat berjalan dengan efisien serta
tidak terjadi oversizing karena ini merupakan metode pengelompokkan
ukuran pada screening dengan melihat persentase komulatif bijih yang
lolos pada saat pengayakan.
2. Semakin besar ukuran screening, maka berat lolos semakin besar dan
berat tertampung semakin kecil.
3. Semakin kecil ukuran screening, maka berat tertampung semakin besar
dan berat lolos semakin kecil.
5.2 Saran
Saran yang harus diperhatikan pada praktikum ini adalah :
1. Membersihkan setiap ayakan sebelum digunakan.
2. Menimbangan Pasir sebelum dan setelah percobaan harus teliti
12
13
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
DAFTAR PUSTAKA
Brown, G,G . 1950 . “ Unit Operations”. Tokyo : Modern Asia Edition
Tim laboratorium metalurgi. 2012. ”Buku panduan praktikum Laboratorium
Metalurgi I”, Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa. Cilegon
Wawan,Ir. “Diktat Kuliah, Pengolahan Bahan Galian”. Cilegon: Fakultas Teknik
Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
http://brownharinto.blogspot.com/2009/11/screening-pengayakan.html
http://webcache.googleusercontent.com/search?q=cache:5evqu1j99cJ:belajarmetal
urgi.blogspot.com/2011/04/screening.html+metode+gaudin&cd=1&hl=id&ct=cln
k&gl=id&client=firefox-a
13
15
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Lmpiran 1. Contoh Perhitungan
Perhitungan untuk konversi dari fraksi ukuran (mesh) ke dalam bentuk ukuran partikel
(μm)
+10 # 10
74200x = > 1480 μm
- 10 # +18# 10
74200x = 1480 μm
- 18# + 40 # 18
74200x = 822,2 μm
- 40 # + 60 # 60
74200x = 246,6 μm
- 60 # <60
74200x = < 246,67 μm
Menghitung % Berat tertampung
Berat pasir yang tertampung pada ayakan
% Berat Tertampung = x 100%
Pasir yang tertampung
10 # 304,5 gram 03,31%1001,981
5,304x %
- 10 # + 18 # 158,5 gram 15,16%1001,981
5,158x %
- 18 # + 40 # 437,5 gram 59,44%1001,981
5,437x %
- 40 # + 60 # 74,5 gram %59,7%1001,981
5,74x
- 60 # 6,1 gram 62,0%1001,981
1,6x %
TOTAL 981,1 gram 100%
Menghitung % Komulatif Berat Tertampung
% Komulatif Berat Tertampng ke-n = % Berat tertampung ke (n-1) + ...
... + % Berat tertampung ke-n
10 # 31,03 %
- 10 # + 18 # 31,03 + 16,15 = 47,18 %
16
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
- 18 # + 40 # 47,18 + 44,59 = 91,77 %
- 40 # + 60 # 91,77 + 7,59 = 99,36 %
- 60 # 99,36 + 0,62 = 99,98 %
Menghitung % Komulatif Berat Lolos
% Komulatif Berat Lolos = % Berat lolos + ........+ n % Berat Lolos , +......
10 # 68,96 + 0 = 68,96%
- 10 # + 18 # 68,96 + 52,8 = 121,76%
- 18 # + 40 # 121,76 + 8,21 = 129,97 %
- 40 # + 60 # 129,97 + 0,62 = 130,59%
- 60 # 130,59 + 0 = 130,59 %
Menghitung nilai Log % Komulatif Berat Lolos
10 # Log 68,96 = 1,83
- 10 # + 18 # Log 121,76 = 2,08
- 18 # + 40 # Log 129,97 = 2,11
- 40 # + 60 # Log 130,59 = 2,11
- 60 # Log 130,59 = 2,11
Menghitung Nilai Log Ukuran Partikel
10 # Log 1480 = 3.17
- 10 # + 18 # Log 1480 = 3,17
- 18 # + 40 # Log 822,2 = 2,91
- 40 # + 60 # Log 370 = 2,56
- 60 # Log 2246,6 = < 2,39
17
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
Lampiran 2. Jawaban Pertanyaan
1. Buat tabel dan susun data hasil percobaan ?
Fraksi
Ukuran
(#)
Ukuran
Butiran
(µm)
Berat
Tertampung
(gram)
% Berat
Tertampung
Berat Lolos
(gram)
% Berat
Lolos
+10# 1480 304,5 31,03 676,6 68,96
-10#+18# 1480 158,5 16,15 518,1 52,8
-18#+40# 822,2 437,5 44,59 80,6 8,21
-40#+60# 370 74,5 7,59 6,1 0,62
-60# 246,6 6,1 0,62 0 0
Jumlah - 981,1 100 - -
Fraksi
Ukuran (#)
Komulatif
%Berat
Tertampung
Komulatif %
Berat Lolos
Log Komulatif
% Berat Lolos
Log Ukuran
Butiran
+10# 31,03 68,96 1,83 3,17
-10#+18# 47,18 121,76 2,08 3,17
-18#+40# 91,77 129,97 2,11 2,91
-40#+60# 99,36 130,59 2,11 2,56
-60# 99,98 130,59 2,11 2,39
Jumlah - 851,32 10,24 14,2
2. Buat grafik antara % komulatif berat lolos terhadap ukuran partikel?
y = -0.0305x + 143.22 R² = 0.45
0
20
40
60
80
100
120
140
160
0 500 1000 1500 2000
Ukuran Butir (µm)
% K
um
ula
tif
Ber
at
18
Fakultas Teknik Universitas Sultan Ageng Tirtayasa
3. Buatlah grafik % berat tertampung terhadap ukuran partikel
4. Buat analisa dan kesimpulan?
1. Pembahasan Grafik % komulatif berat lolos terhadap ukuran partikel. Dapat di
lihat pada grafik bahwa semakin kecil ukuran bijih maka persen komulatif berat
yang lolos semakin besar.
2. Pembahasan Grafik % Berat terhadap Ukuran Partikel. Melalui grafik ini dapat
diyakinkan, jika semakin kecil ukuran bijih maka semakin besar persentase
berat tertampung. Pada proses pengayakan dengan ukuran yang terbesar akan
menyebabkan persentase berat tertampung yang paling kecil. Hal ini terjadi
karena sebagian besar bijih dapat lolos dari lubang ayakan yang besar, atau
dengan kata lain persentase berat lolosnya besar.
3. Pembahasan Grafik Log Komulatif Berat lolos terhadap Ukuran Partikel.
Seperti pengamatan yang sebelumnya bahwa Pengamatan pada grafik ini tidak
berbeda jauh dengan grafik % komulatif berat lolos terhadap ukuran pertikel,
perbedaan terletak pada penggunaan skala. Dalam grafik ini digunakan skala
logaritmik pada ukuran bijih dan persentase komulatif berat lolos, sedangkan
pada grafik.komulatif berat lolos terhadap ukuran partikel menggunakan skala
aritmatik.
y = 0.0155x + 6.3412 R² = 0.2625
0 5
10 15 20 25 30 35 40 45 50
0 500 1000 1500 2000
Ukuran Butir (µm)
% B
erat
ter
tam
pu
ng