3.3. Humprey Spiral (Dasteo)

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIAN

LABORATORIUM PENGOLAHAN

PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN

FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

3.3. HUMPREY SPIRAL

3.3.1. Tujuan

Tujuan dari praktikum humprey spiral kali ini adalah:a. Memahami mekanisme dan cara kerja alat

b. Menentukan nilai recovery3.3.2. Dasar Teori

Humprey Spiral merupakan alat penetrasi pemisahan mineral berat dan mineral ringan yang berbentuk spiral yang menggunakan gaya sentrifugal dan air sebagai media konsentrasi. Metode pemisahan ini termasuk kedalam gravity consenteration. Humprey Spiral juga merupakan kegiatan pemisahan antara concentrate dan tailing dengan menggunakan aliran air horizontal. Beberapa hal yang mempengaruhi humprey spiral dalam memperoleh hasil recovery yang baik antara lain: bidang aliran, kecepatan aliran dan berat jenis-jenis material, serta kekentalan dari cairan yang digunakan.

Humprey spiral menggunakan gaya gerak serta dibantu aliran air untuk memisahkan concentrate dengan tailing. Dimana material yang mempunyai berat jenis lebih besar akan berada pada bagian dalam aliran serta material yang mempunyai berat jenis ringan akan berada pada bagian luar aliran, sedangkan biasanya material yang berada di tengah tengah aliran itu merupakan material yang memiliki berat yang sedang.

Prinsip kerja dari alat ini adalah umpan dimasukkan kedalam kotak penampung umpan. Kemudian dengan menggunakan pompa air, larutan umpan dipompa keatas spiral. Larutan umpan akan terlebih dahulu melewati Hydrocyclon. Pada Hydrocyclon umpan dipisahkan menjadi mineral berat dan mineral ringan. Mineral berat akan keluar dari Hydrocylon melalui pipa bagian bawah, sedangkan mineral ringan keluar dari pipa bagian atas. Umpan memasuki saluran spiral dalam bentuk campuran yang hampir homogen. Ketika larutan air beserta umpan mengalir mengelilingi jalur spiral, pemisahan terjadi pada bidang vertikal. Pemisahan biasanya terjadi sebagai hasil perpaduan dari Hindered Settling dan Interstitial Trickling. Pada daerah berkecepatan rendah diletakkan splitter, yaitu lubang yang didesain dan berfungsi sebagai menampung mineral berat atau dalam hal ini adalah mineral berharga. Konfigurasi dan letak (posisi) dari splitter dapat diatur sesuai dengan konsentrat yang akan dihasilkan. Hasil akhir yang didapat pada pemisahan dengan menggunakan metode Humprey spiral adalah:a. Konsentrat

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012

Gambar 3.3.1Konsentrat

b. Middling


Gambar 3.3.2Middlingc. Tailing


Gambar 3.3.3TailingProses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya beberapa gaya yang bekerja, antara lain:a. Gaya sentrifugal (Fs)Gaya sentrifugal adalah gaya gerak melingkar yang berputar menjauhi pusat lingkaran dimana nilainya adalah positif. Gaya sentrifugal ini adalah kebalikan dari gaya sentrapetal, yaitu mendekati pusat lingkaran.b. Gaya dorong airGaya dorong air adalah suatu gaya yang dihasilkan dari kuat tekan air mendorong material untuk bergerak. Dalam operasi partikel dan cairan bergerak dengan keepatan yang dipegaruhi oleh kedalaman aliran cairan.c. Gaya gravitasi Gaya gravitasi adalah suatu gaya tarik-menarik yang terjadi pada semua partikel yang mempunyai massa. Jika di bumi, gaya gravitasi bumi disebabkan karena bumi yang berukuran besar memiliki massa yang juga besar sehingga dapat menarik semua benda yang berada di atasnya.d. Gaya gesek Gaya gesek adalah gaya yang berarah melawan gerak benda atau arah kecenderungan benda akan bergerak. Gaya gesek muncul apabila dua buah benda bersentuhan.

* Sumber: http://www.fine coal spiral.com, 2012Gambar 3.3.4Humprey SpiralDalam proses pemisahan antara material konsentrat dengan pengotornya, material pulp harus tetap dipertahankan agar besarnya prosen solid tetap berkisar antara 20 % hingga 30 %. Kapasitas produksi untuk proses pengolahan pada alat ini bisa mencapai 1 ton / jam hingga 2 ton / jam dengan persen padatan (prosen solid) material umpan (feed) berkisar antara 25 % hingga 50 % dengan ukuran normal partikel material sebesar 20 mesh.

*Sumber: mine-engineer.com, 2012Gambar 3.3.5Humprey SpiralPemisahan dengan aliran spiral dilakukan dalam selapis air flowing film, memerlukan lahan yang relatif luas per unit dibandingkan kapasitasnya yang kecil. Konsentrat bersama tailing terhanyutkan pada talangan berbentuk spiral, sehingga ada gaya kearah sentrifugal. Di dalam hal ini ringan dan kasar terlempar kearah luar dan yang berat terlempar kearah dalam. Tailing yang lebih berat hanyut di bagian dalam dan kemudian terperangkap pada lubang pembuangannya. Sedangkan konsentrat terus dihanyutkan sampai bagian bawah spiral.

Bagian dari humprey spiral terdiri dari beberapa parameter yang nantinya akan menentukan produk dari proses humprey spiral, yaitu:a. Slide piritMerupakan bagian yang berfungsi sebagai alat pengatur untuk membuang pengotor.


Gambar 3.3.6Slide Piritb. Stick SpiralMerupakan Stik yang digunakan untuk mengatur besarnya lubang bukaan pengotor yang ingin dibuang.


Gambar 3.3.7Stick Spiralc. SplitterSplitter merupakan alat pengatur yang terdapat pada akhir proses di humprey spiral.

*Sumber: mine-engineer.com, 2012

Gambar 3.3.8SplitterSpiral berfungsi untuk memproses material dengan ukuran kira-kira 3 mm. Spiral memiliki 3 Splitter di bagian atas pada setiap bank yang berfungsi untuk memisahkan material yang besar dan berat yang masuk ke spiral. Splitter tersebut harus selalu diperiksa kebersihannya.


Gambar 3.3.9

Kegiatan Pengolahan Menggunakan Humprey Spiral

Pada suatu alat pemisah material konsentrat dengan pengotornya yang menggunakan prinsip kerja dengan gaya gravitasi (gravity concentrator) dalam suatu media cair, terdapat suatu mangkuk atau wadah pemisah yang mempunyai dinding sisi dan dinding alas dimana kemiringannya dibuat mengarah ke bawah dan semakin menjorok ke dalam, yang dimaksud dengan dinding alas yaitu bagian yang terdiri dari suatu alat pengkonsentrasi terpusat, jika suatu material yang dijadikan umpan (feed) dialirkan melalui bagian pengatur bukaan aliran menuju aliran air langsung, maka material ini akan mengalir pada kecapatan aliran yang cukup besar pada bagian spiral yang mempunyai radius putaran sedikit di bagian alasnya yang disebut dengan mangkuk (wadah) atau alat pengatur keluaran yang istilahnya (secara terminologi) disebut dengan splitter.

Pada spiral juga terdapat splitter geser yang terletak pada putaran ke tiga dari atas atau di tengah-tengah bank yang bisa diatur posisinya untuk menurunkan ash produk. Di bagian bawah pada masing-masing bank terdapat dua buah cutter yang berfungsi untuk memotong middling dan reject keluar dari aliran.

Humprey spiral terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang berfungsi sebagai alat pemisahan. Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yang telah disebutkan di atas. Dalam pemisahan ini slurry harus tetap diperhatikan agar besarnya prosen solid sekitar 20% - 30%. Ketika slurry dari feeding mengalir di sepanjang jalur spiral, pada kecepatan yang stabil, semua solid yang lebih besar dari 100m (0.1 mm) akan membentuk lapisan yang bergerak (loose moving bed) pada bagian dasar lintasan spiral, material yang paling berat akan menempati posisi paling dekat dengan bagian dasar dan bergerak paling lambat. Pada saat lapisan ini teraduk dan terbawa oleh aliran air, batubara yang lebih ringan akan berada dekat permukaan dan terbawa arus dengan lebih cepat.

Terdapat beberapa variabel operasi pada humprey Spiral antara lain:a. Jumlah lingkaran spiral b. Tipe spiral

c. Diameter spirald. Permukaan spiral

e. Ketinggian alat

f. Konfigurasi spiralg. Kecepatan aliran air

h. Bentuk dan ukuran butir partikel

i. Perbedaan density partikel

j. Laju pengumpanan

Proses pemisahan ini dapat terjadi karena partikel yang berat akan mendekati pusat spiral atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel yang ringan dan halus akan naik. Hal ini terjadi karena adanya gaya-gaya yang telah disebut di atas.

Dalam pemisahan ini pulp harus tetap dipertahankan agar besarnya persen solid antara 20% - 30%. Kapasitas alat ini mencapai 1 2 ton/jam dengan umpan pada 25% - 50% solid dengan ukuran normal 20 mesh.Ada beberapa kondisi atau keadaan yang memungkinkan suatu proses pemisahan dengan menggunakan prinsip konsentrasi berat jenis dapat berlangsung secara efektif, yakni:a. Keseimbangan proporsi air (fluida)

Alat pemisah mempunyai suatu ketetapan atau kesesuaian berat jenis optimum untuk material umpan berupa pulp yang akan digunakan.

b. Kehati-hatian dalam mempersiapkan material umpan (feed)

Hal ini berpengaruh pada proses penggerusan utama (primary grinding).

c. Pompa yang digunakan

Jika ada menggunakan pompa lumpur, tetap jaga kecepatan aliran karena mungkin saja kecepatan aliran tersebut akan berkurang ketika material suspensi menghalangi aliran air tersebut.

d. Bebas atau bersih dari lumpur

Adanya lumpur dapat mengakibatkan hasil yang kurang baik pada proses konsentrasi berat jenis, karena lumpur dapat meningkatkan kekentalan cairan yang digunakan, dan partikel yang berukuran < 10 mikro akan hilang dari material umpan awal.

e. Ukuran partikel harus relatif seragam

Setelah proses screening (penyeragaman ukuran butir), apabila dilanjutkan dengan proses pemisahan butir-butir partikel yang telah diseragamkan terlebih dahulu ukuran butirnya tadi maka nilai perolehan hasilnya (recovery) akan lebih banyak (meningkat).

Spiral merupakan salah satu teknik atau metode konsentrasi berat jenis (gravity concentration) yang murah dari segi harga dan cukup efektif apabila digunakan. Mulanya alat ini digunakan pada proses pengolahan material pasir yang mengandung mineral rutil, zirkon, dan ilmenit. Alat ini juga digunakan pada proses pencucian batubara, yang biasanya digunakan untuk membersihkan material yang berukuran 0,2 mm hingga 1 mm.

Hal-hal penting yang harus selalu diperiksa pada spiral sebelum dilakukan proses pengolahan, yaitu:a. Periksa bahwa air clarified selalu mengalir pada spiral feed.b. Ukur % solid spiral. Jika % solid di atas 35 % maka tambahkan air.c. Periksa distributor dan pastikan bahwa tidak ada jalur feed yang buntu.d. Periksa spiral dari kemungkinan terjadinya blok. Periksa cutter bagian atas dari kemungkinan terjadinya blok oleh material batu bara.

e. Pastikan permukaan spiral selalu bersih dan tidak ada tumpukan material yang menghambat aliran.f. Periksa cutter bagian bawah agar selalu bersih dan bebas dari material yang akan menghambat aliran.

Selain itu juga terdapat hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja spiral:a. Timbunan material yang akan menghambat aliran.b. Ukuran material feed - Spiral akan memiliki unjuk kerja yang baik pada ukuran material - 1.5 mm x 0.125 mm. c. Feed rate - masing-masing spiral mampu menerima feed sampai 3 ton per jam. Ini berarti spiral dapat menerima 3 ton /h x 24 = 72 t/h. d. Feed Density (% Solid) - density feed dipengaruhi oleh feed rate, jumlah air yang ditambahkan pada feed. Dari pengujian diperoleh bahwa 30 % solid akan memberikan unjuk kerja yang baik pada spiral.e. Posisi Splitter - pada spiral terdapat 3 splitter di bagian atas pada masing-masing bank, splitter geser pada bagian tengah dan cutter pada bagian bawah.

Dari bentuk spiralnya, maka alat spiral concentration dibagi menjadi dua, yaitu:a. Multi Off Take 1) Humprey Spiral Concentration.2) EBC Spiral Concentration. 3) Reicherts Spiral. 4) Vichers Spiral.b. Limited Off Take 1) Cyclo Spiral2) Soviet Spiral Technology 3) Misscetinious Spiral.Dalam proses pemisahan partikel menggunakan spiral concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu:a. Variabel Alat1) Tipe spiral2) Posisi Splitter3) Jumlah spiral 4) Ketinggian spiral5) Penampang melintang helix dan diameterb. Variabel Operasi

1) Derajat liberasi dan ukuran feed.2) Selang ukuran feed3) Laju pengumpanan 4) % solid umpan5) Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)6) Sifat-sifat materialBentuk dari humprey spiral seperti yang telah dijelaskan diatas adalah berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, makin panjang lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya.Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral adalah sebagai berikut:a. Feed dimasukkan ke dalam feed tank.b. Melalui pompa, feed dihisap masuk ke dalam cyclone.c. Di dalam cyclone cairan dengan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang encer dialirkan ke atas ke dalam lounder sebagai wash water, sedang pulp yang kental melalui lounder dialirkan ke atas menuju feed box sebagai umpan.d. Karena bentuk lounder ini melingkar seperti spiral dari atas ke bawah, maka terjadi gerak arus sentrifugal, sehingga material yang ringan sebagai tailing akan terletak dibagian luar.e. Material yang berat ada di dalam sebagai konsetrat.f. Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam port penampungan konsentrat yang dihasilkan.

*Sumber: erickalfonsus.blogspot.com, 2012

Gambar.3.3.10 Humprey Spiral

*Sumber: erickalfonsus.blogspot.com, 2012

Gambar 3.3.11Pemisahan Material Dalam Humprey SpiralProses pemisahan antara material yang ringan dan yang berat dapat dilihat pada gambar. Dari gambar terlihat bahwa mineral yang ringan terletak di bagian luar dari lounder, di mana mineral ringan ini akan terus terbawa oleh aliran air sebgai tailing. Sedangakan mineral yang berat berada di bagian dalam dari lounder, di mana mineral berat ini akan terus di alirkan dan masuk di dalam port sebagai konsentrat. Kadar konsentrat yang dapat dihasilkan pada proses humpery spiral ini bisa mencapai 80% konsentrat.Halhal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja humprey spiral ini adalah:a. Diameter bukaan lounder.b. Kemiringan dari lounder.c. Tinggi/panjang lounder.d. Keseragaman ukuran butiran material.e. Kecepatan aliran air sebagai wash water.f. Fluida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral.Kelebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral antara lain:a. Ongkos instalasib. Ongkos perawatan rendahc. Ongkos operasi rendahd. Dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar, kadar konsentrat yang diperoleh bisa mencapai 80%.Kekurangan yang dihadapi pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral ini adalah:a. Ukuran feed yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran feed antara 14 dan 400 mesh, tetapi bijih besi bisa di atas 10 sampai 10 mesh.b. Diperlukan suplai air yang cukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium wash water.

*Sumber: processcrusher.com, 2012.Gambar 3.3.12Humprey Spiral Dalam Operasional Tambang

Spiral yang dibuat dengan teknologi yang lebih modern dapat terbuat dari material fiberglass dan plastik, dengan sisi pembatas atau sisi terluar dapat terbuat dari karet. Spiral rangkap dua dapat beroperasi dalam kegiatan pengolahan dengan kapasitas produksi 2 ton / jam hingga 3 ton / jam dengan berat material umpan kurang lebih sebanak 70 kg.

Pada proses pencucian material batubara, spiral biasanya digunakan untuk mencuci atau memisahkan antara material konsentrat (batubara berukuran halus) dengan pengotornya (mineral lempung dan pengotor lainnya) yang memanfaatkan adanya gaya dorong air pada tempat yang melingkar dari spiral tersebut, sehingga batubara berukuran halus tersebut akan terlempar ke sisi luar dari dinding spiral jika dibandingkan shale (serpih). Spiral yang dirancang kurang lebih bertujuan sebagai tempat memutar suatu aliran yang mengalir cukup lambat dengan material umpan yang dialirkan mempunyai berat jenis yang tinggi. Alat pengkonsentrasi berupa spiral biasanya khusus dirancang untuk proses pengolahan material batubara dengan ukuran partikel tertentu.

*Sumber: http://www.crusher-machine.com, 2012.

Gambar 3.3.13Humprey Spiral Dalam Pengolahan Biji Besi

3.3.3. Alat dan Bahan

a. Alat

Adapun alat yang digunakan pada praktikum humprey spiral kali ini adalah sebagai berikut:1) Humprey spiral, berfungsi untuk memisahkan antara concentrate, middling dan tailing.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.14Humprey Spiral

2) Selang, berfungsi untuk mengalirkan air

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.15Selang

3) Pompa, berfungsi untuk memompa air

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.16Mesin Pompa

4) Tandon, berfungsi untuk menampung air

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.17Tandon

5) Ember, berfungsi untuk menampung material

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.18Ember

6) Timbangan, berfungsi untuk menimbang.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.19Timbangan

7) Alat tulis, berfungsi untuk mencatat nilai yang diperoleh

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012.Gambar 3.3.20

Alat Tulis

8) Peralatan safety (safety shoes, sarung tangan,masker dan kacamata) digunakan sebagai alat pelindung diri.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012.Gambar 3.3.21 Peralatan Safety

9) Drainage, berfungsi sebagai pengalir aliran menuju tempat penampungan air sisa penyaringan material dan sebagai penampung material.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012.Gambar 3.3.22Drainageb. BahanAdapun bahan yang dipergunakan dalam praktikum humprey spiral ini, yaitu:1) Batubara, sebagai konsentrat atau material berharga yang diambil.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012.Gambar 3.3.23Batubara2) Kuarsa, diasumsikan sebagai tailing.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2011Gambar 3.3.24Kuarsa

3) Air, merupakan media yang dimanfaatkan untuk mengalirkan batubara dan kuarsa.

*Sumber: Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2012Gambar 3.3.25Air3.3.4. Prosedur Percobaan

a. Menimbang concentrate b. Menimbang material

c. Mencampur concentrate dengan material

d. Memasukan campuran concentrate dengan material ke dalam bak dan beri air.

e. Mengatur bukaan splitter dengan ukuran 200 pada tailing dan 200 cm pada concentrate.

f. Mengatur bukaan slide pirit dengan ukuran 20.

g. Mengatur bukaan stick spiral dengan ukuran 17 cm.

h. Mengalirkan pulp dengan membuka kran air pada bak penampungan.

i. Mengalirkan air secara konstan ke dalam bak penampungan sampai material benar-benar habis tidak bersisa pada aliran spiral.

j. Mematikan air apabila material sudah tidak ada lagi menempel pada aliran spiral.

k. Memisahkan hasil proses masing-masing product.

l. Melakukan analisa dengan menimbang berat hasil dari aliran concentrate.

m. Mencatat hasil analisa, selanjutnya dengan menggunakan rumus yang ada melakukan perhitungan recovery.

n. Melakukan percobaan yang sama dengan melakukan pengaturan pada slide pirit, stick spiral dan plitter yang berbeda.

KELOMPOK VI

3.3. Humprey Spiral (Dasteo)

Documents