Humprey Spiral

PRAKTIKUM PENGOLAHAN BAHAN GALIANLABORATORIUM PENGOLAHANPROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGANFAKULTAS TEKNIKUNIVERSITAS LAMBUNG MANGKURAT

3.3. HUMPREY SPIRAL

3.3.1. Tujuan

a. Memahami mekanisme dan cara kerja alat

b. Menentukan nilai recovery

3.3.2. 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 concentration”. Humprey

Spiral juga merupakan kegiatan pemisahan antara concentrate dan

tailing dengan menggunakan aliran air horisontal. 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. (Syafi’i, 2012)

Menurut Kamus Pengolahan Mineral dan Batubara, humphrey

spiral merupakan alat pemisah antara mineral berat dengan mineral

yang ringan berdasarkan prinsip kerja yang merupakan perpaduan

antara gaya gravitasi dan gaya sentrifugal yang mengikuti aliran media

air di atas talang peluncur yang berbentuk spiral.

*Sumber : Laboratorium Pengolahan Bahan Galian, 2013

Gambar 3.3.1.Kegiatan Humprey Spiral

Humprey spiral berdasarkan fungsinya merupakan suatu alat

pemisah bijih. Secara prinsip, pemisahan mineral-mineral dengan

menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah dari aliran fluida

Kelompok VII


yang horizontal. Di samping itu, specific gravity (berat jenis) dari

mineral yang sangat menentukan terhadap keberhasilan dari operasi

tersebut. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya

dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi, dan gaya sentrifugal.

Humprey spiral terdiri dari spiral yang merupakan bagian yang

berfungsi sebagai alat pemisah. Gaya-gaya yang mempengaruhi

dalam proses pemisahan antara material konsentrat dengan material

pengotornya yang menggunakan humprey spiral adalah gaya

sentrifugal, gaya dorong air, gaya gravitasi, dan gaya gesek.

Proses pemisahan antara material konsentrat dengan material

pengotornya ini dapat terjadi karena partikel-partikel material yang

berat (berat jenisnya tinggi) cenderung akan mendekati pusat spiral

atau berada di bagian bawah, sedangkan partikel-partikel material

yang ringan (berat jenisnya rendah) dan halus akan naik. Hal ini terjadi

karena adanya gaya-gaya yang telah disebutkan di atas.

Humprey spiral menggunakan gaya gerak serta dibantu aliran

air untuk memisahkan concentrate dengan tailing. Di mana 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 ke atas 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. (Syafi’i, 2012)

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

spliter, yaitu lubang yang didesain dan berfungsi sebagai

Kelompok VII


menampung mineral berat atau dalam hal ini adalah mineral berharga.

Konfigurasi dan letak (posisi) dari spliter dapat diatur sesuai dengan

konsentrat yang akan dihasilkan. Hasil akhir yang didapat pada

pemisahan dengan menggunakan metode humprey spiral adalah

konsentrat, middling dan tailing.

Bentuk humprey spiral berupa lounder yang melingkar

membentuk spiral, semakin panjang lounder maka konsentrat yang

dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya. Terjadinya pemisahan di

dalam humprey spiral yakni feed dimasukkan ke dalam feed tank,

melalui pompa feed dihisap masuk ke dalam cyclone. Di dalam cyclone

cairan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang encer dialirkan ke atas

ke dalam lounder sebagai wash water, sedangkan pulp yang kental

melalui lounder dialirkan ke atas menuju feed box sebagai umpan.

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 sedangkan yang berat ada di

dalam sebagai konsentrat. Mineral-mineral berat akan mengalir terus

dan masuk ke dalam port (Syafi’i, 2012).

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)

Yakni berpengaruh pada proses penggerusan utama

(primary grinding).

c. 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.

Kelompok VII


d. 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).

e. Jika ada menggunakan pompa lumpur, tetap jaga kecepatan aliran

karena mungkin saja kecepatan aliran tersebut akan berkurang

ketika material suspensi menghalangi aliran air tersebut.

(Fauza, 2012)

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

beberapa gaya yang bekerja, antara lain :

a. Gaya sentrifugal

b. Gaya dorong air

c. Gaya gravitasi

d. Gaya gesek.

Dalam 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 (Sukamto, 2001).

Pemisahan dengan aliran spiral dilakukan dalam selapis air

flowing film, memerlukan lahan yang relatif luas perunit. Konsentrat

bersama tailing terhanyutkan pada talangan berbentuk spiral, sehingga

ada gaya ke arah 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.

Spiral merupakan salah satu teknik atau metode konsentrasi

berat jenis (gravity concentration) yang murah dari segi harga dan

Kelompok VII

Shale

Coal


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.

*Sumber : http://www.shibang-china.com, 2013

Gambar 3.3.2.Gaya Sentripetal pada Humprey Spiral

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.

Keuntungan yang dapat diperoleh jika menggunakan metode

konsentrasi berat jenis menggunakan alat spiral, adalah :

1. Biaya pengolahan material secara keseluruhan yang relatif murah

(biaya rendah)

2. Perawatan yang mudah

3. Memerlukan ruang atau luasan sebagai tempat peletakan (lantai)

yang relatif tidak luas.

(Fauza, 2012)

Kelompok VII

http://www.shibang-china.com/


*Sumber : http://www.mineraltechnologies.com, 2013

Gambar 3.3.3.Sebaran Material pada Humprey Spiral

Alat pengkonsentrasi material berupa spiral telah digunakan

sejak beberapa tahun yang lalu pada berbagai macam bidang

penerapan proses pengolahan mineral, tetapi mungkin bidang

penggunaan alat ini (spiral) yang lebih luas baru pada proses

pengolahan material pasir yang mengandung mineral ilmenit, zirkon,

dan monazite.

Humprey spiral mulai diperkenalkan penggunaanya pada

sekitar tahun 1943, yaitu saat dimulainya proses pengolahan material

pasir kromit secara komersial. Secara umum alat ini terdiri dari saluran

–saluran berputar yang dimodifikasi dengan bentuk penampang

melintang setengah lingkaran. Material umpan (feed) pulp terdiri dari

15 % hingga 45 % padatan dari keseluruhan berat campuran pulp yang

digunakan dan ukuran partikel materialnya berkisar antara 3 mm

hingga 75 mikrometer yang dialirkan mulai dari bagian paling atas

spiral, yang kemudian mengalir ke bawah secara berputar melalui

bagian alas dari spiral tersebut hingga ke bagian yang paling akhir dari

rangkaian alat ini. Partikel-partikel material konsentrat yang berukuran

paling kasar dan paling berat akan mengalir melalui lapisan aliran yang

berada pada sisi terdalam dari aliran tersebut.

Secara prinsif, humprey spiral menggunakan gaya gerak serta

dibantu aliran air untuk memisahkan konsentrat 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

Kelompok VII

http://www.mineraltechnologies.com/


yang berada di tengah-tengah aliran itu merupakan material yang

memiliki berat yang sedang. Maka dengan ini humprey spiral tersebut

menghasilkan 3 jenis produk yaitu concentrate, middling, dan tailing.

a. Concentrate

Concentrate merupakan mineral-mineral berharga yang

terkumpul dan memiliki kadar yang tinggi dan bernilai ekonomis.


Gambar 3.3.4.Concentrate

b. Middling

Middling merupakan bahan pertengahan atau campuran

antara concentrate dan tailing.


Gambar 3.3.5.Middling

c. Tailing

Kelompok VII


Tailing merupakan bahan atau mineral yang tidak berharga

(mineral pengikut atau gangue mineral).


Gambar 3.3.6.Tailing

Pemisahan mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar

utamanya adalah dari aliran fluida yang horisontal. Disamping itu

specifik gravity dari mineral yang sangat menentukan akan

keberhasilan dari operasi tersebut. Gaya-gaya yang berpengaruh pda

proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi dan gaya

sentrifugal, Alatnya berupa launder yang melingkar membentuk spiral,

semaki panjang dari lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan

semakin ringgi kadarnya.

a. Gaya-Gaya yang Berpengaruh Dalam Proses Operasi.

1) Gaya dorong air

Gaya Dorong atau Prinsip Archimedes Sebagai gaya

dorong (Fd) dimaksudkan berat yang "hilang", yang dialami

sebuah benda bila benda tersebut diletakkan di atas air. Besar

suatu gaya dorong adalah sama besarnya dengan jumlah

suatu cairan yang ditekan oleh benda tersebut. Atau dengan

kata lain, gaya dorong tergantung dari massa jenis cairan

tersebut dan volumenya, sedangkan gaya tekan ke bawah

oleh benda di air juga tergantung massa jenis benda tersebut

serta volumenya. Dimana arah gaya dorong ke atas

sedangkan berat benda(G) yang menekan cairan ke bawah

sesuai arah gravitasi. Percepatan (a) yang dilakukan cairan

Kelompok VII


yang ditekan sama besarnya dengan percepatan gravitasi (g],

sehingga yang memainkan peranan apakah suatu benda

mengapung, melayang, atau tenggelam adalah massa jenis

benda dan zat cair serta volume benda dan zat cair. Sesuai

hukum Archimedes maka dapat kita katakan ada 3 hal yang

dapat terjadi:

a) Mengapung bila G< Fd, massa jenis benda tersebut <

massa jenis cairan.

b) Melayang bila G=Fd, massa jenis benda tersebut =

massa jenis cairan.

c) Tenggelam bila G>Fd, massa jenis benda tersebut >

massa jenis cairan.

2) Gaya Gesek

Gaya gesekan adalah gaya yang timbul akibat

persentuhan langsung antara dua permukaan benda, arah

gaya gesekan berlawanan dengan kecenderungan arah gerak

benda. Besarnya gaya gesekan ditentukan oleh kehalusan

atau kekasaran permukaan benda yang bersentuhan.

Dalam operasi ini gaya gesek akan sebandng dengan

selisih beratjenis partikel dengan berat jenis fluida, sehingga

partikel yang berat jenisnya besar akan memiliki gaya gesek

yang besar pula untuk volume yang sama.

3) Gaya Gravitasi

Setiap mineral dalam operasi ini aka memperoleh

percepatan gravitasi yang sama. Mineral dengan volume yang

sama tetapi massa nya berbeda, maka mineral yang memiliki

massa yang lebih besar akan mendapat gaya yang besar.

4) Gaya Sentrifugal

Gaya ini arahnya ke bagian luar dari suatu area yang

berputar, sehingga akan memberikan pengaruh-pengaruh

kepada mineral ringan untuk terlempar ke luar dan terkumpul

sebagai tailing.

b. Bagian-Bagian Utama Dari Humprey Spiral

Kelompok VII


1) Axis (Sumbu)

Merupakan suatu pipa yang tegak di dalamnya

berlubang sebagai saluran konsentrat untuk turun ke bawah.

2) Cyclone

Alat untuk memisahkan antara air yang bersih dengan

air yang masih bercampur dengan material.

3) Spliter

Spitler suatu alat untuk mengatur masuknya konsentrat

ke dalam port. Yaitu alat pengatur yang terdapat pada akhir

proses di humprey spiral. Spiral memiliki splitter yang terletak

dan terpasang pada dischargepoint (titik keluaran) dari trough.

Splitter menghasilkan tiga pembagian: Refuse/ reject/

buangan, Middling and Product.


Gambar 3.3.7.Splitter

Sebagai tambahan juga terdapat auxiliary refuse

splitters yang diletakkan pada bagian yang lebih atas untuk

lebih memudahkan membuang pyrite dan reject melewati jalur

khusus yang terdapat pada bagian tengah/menempel pada

kolom. Spiral ini biasa dipasang untuk single start, double start,

atau triple start. Untuk double start atau lebih biasanya handel

pengatur splitternya dijadikan satu sehingga bukaan splitter bisa

dilakukan bersamaan.

4) Port

Kelompok VII


Port merupakan suatu lubang untuk masuknya

konsentrat.

5) Natch

Merupakan lubang bukaan kecil yang apabila ada

aliran wash water akan menimbulkan gerakan air sehingga

konsentrat yang tidak tertampung terdorong.

6) Stick Spiral

Stick spiral merupakan alat yang digunakan untuk

mengatur besarnya lubang bukaan pengotor yang dibuang.


Gambar 3.3.8.Stick Spiral

7) Slide pirit

Yaitu bagian yang berfungsi sebagai alat pengatur

untuk membuang pengotor yang terdapat pada batubara.

Kelompok VII



Gambar 3.3.9.Slide Pirit

8) Feed Tank

Merupakan suatu tempat untuk menampung masuknya

feed dan air atau pulp yang akan dilakukan pemisahan.

*Sumber:http://www.grahaexcel.com/images/tangki-bulat orange .jpg, 2013

Gambar 3.3.10.Feed Tank

9) Feed Box

Merupakan tempat feed atau umpan yang akan

dikonsentrasi

10) Riffle

Berfungsi untuk merubah aliran turbulen menjadi aliran

laminer, sehingga terjadi pemisahan di dalam lounder.

Kelompok VII

http://www.grahaexcel.com/images/tangki-


Spiral berfungsi untuk memproses material dengan ukuran kira-

kira 3 mm. Spiral memiliki 3 spliter di bagian atas pada setiap bank

yang berfungsi untuk memisahkan material yang besar dan berat yang

masuk ke spiral. Spliter - spliter tersebut harus selalu diperiksa

kebersihannya.

*Sumber : http://nzdl.sadl.uleth.ca/cgi-bin/library.cgi?e=d, 2013

Gambar 3.3.11. Dividing Plates (Splitting Devices)

Pada spiral juga terdapat spliter 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 100μm

(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.

Kelompok VII

http://nzdl.sadl.uleth.ca/cgi-bin/library.cgi?e=d


Pada saat lapisan ini teraduk dan terbawa oleh aliran air,

batubara yang lebih ringan akan berada dekat permukaan dan terbawa

arus dengan lebih cepat.

Dalam proses pemisahan partikel menggunakan spiral

concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan,

antara lain :

a. Variabel Alat

1) Tipe Spiral

Tipe spiral berpengaruh terhadap kecepatan aliran alir,

gaya sentrifugal yang dihasilkan dan jenis aliran.

2) Posisi Spliter

Posisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang

akan ditampung sebagai konsentrat, tailing dan midling.

3) Jumlah Spiral

Pengaruh banyaknya spiral adalah untuk mendapatkan

keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen.

Semakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk

keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan

baik.

4) Ketinggian Spiral

Ketinggian sprial akan berpengaruh terhadap

kemiringan (slope) spiral, yang akhirnya ikut menentukan

apakah aliran fluida bersifat steady state.

5) Penampang melintang helix dan diameter

b. Variabel Operasi

1) Derajat Liberasi dan Ukuran Feed

Ukuran feed yang terlalu besar akan menyulitkan

proses stratifikasi, karena akan ada partikel-partikel yang tidak

dapat bergerak akibat tekanan air yang tidak kuat. Tetapi jika

ukurannya terlalu kecil juga akan menyulitkan, karena akan

banyak mineral berharga yang masuk ke tailing.

2) Selang Ukuran Feed

Selang ukuran umpan yang ideal adalah -35# sampai

+48# (0,015 mm - 0,8 mm). Jika terlalu kecil dapat

menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi stratifikasi

Kelompok VII


pada lapisan di atas fluida. Jika terlalu besar juga akan

menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak cukup untuk

melakukan pemisahan.

3) Laju Pengumpanan

Jika laju pengumpanan terlalu besar, maka tidak akan

terjadi stratifiksasi pada permukaan spiral. Karena terdapat

tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran

air. Tetapi laju pengumpanan yang terlalu kecil juga tidak

efisien.

4) Jumlah dan Kecepatan Aliran Air Pencuci (Wash Water)

Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci ikut

menentukan apakah aliran fluida bersifat steady state. Hal ini

dipengaruhi oleh kekuatan motor untuk memompa air dari

tangki penampungan kembali ke atas spiral yang paling tinggi.

5) Persen Solid Umpan

Idealnya persen solid pada umpan adalah 15%.

Pengaruhnya adalah terhadap penciptaan kondisi hindered

settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan

pempompaan, sedangkan jika terlalu kecil jadi tidak ekonomis.

(Wills, 1978)

Alat pengkonsentrasi berupa double spiral yang terdiri dari dua

bagian spiral yang tersusun secara teratur tiap satu satuan jarak

tertentu untuk masing-masing aliran pada suatu kolom tertentu. Alat ini

(double spiral) sudah digunakan di Australia selama kurang lebih 20

tahun terakhir (berkisar sejak tahun 1959) dan kemudian diikuti

penggunaannya.

Alat pengkonsentrasi berupa spiral terbentuk atau mempunyai

sudut kemiringan atau tingkat kecuraman yang bervariasi. Penggunaan

besar sudut yang landai digunakan pada berbagai kegiatan atau

operasi pengolahan yang dapat dikatakan sulit yaitu yang melibatkan

material yang mempunyai perbedaan berat jenis yang cukup dekat

atau hampir sama. Sedangkan sudut yang lebih curam dapat

diterapkan pada kegiatan pengolahan yang lebih besar kapasitasnya

tetapi material konsentrat yang dihasilkan relatif lebih rendah kadarnya

pada nilai perolehan material secara keseluruhan yang dapat

Kelompok VII


dikatakan tinggi dan perbedaan berat jenis material lebih rendah jika

dibandingkan dengan material pengotor.

Alat pengkonsentrasi berupa spiral terbentuk atau mempunyai

sudut kemiringan atau tingkat kecuraman yang bervariasi. Penggunaan

besar sudut yang landai digunakan pada berbagai kegiatan atau

operasi pengolahan yang dapat dikatakan sulit yaitu yang melibatkan

material yang mempunyai perbedaan berat jenis yang cukup dekat

atau hampir sama. Sedangkan sudut yang lebih curam dapat

diterapkan pada kegiatan pengolahan yang lebih besar kapasitasnya

tetapi material konsentrat yang dihasilkan relatif lebih rendah kadarnya

pada nilai perolehan material secara keseluruhan yang dapat dikatakan

tinggi dan perbedaan berat jenis material lebih rendah jika

dibandingkan dengan material pengotor. (Fauza, 2012)

Rata-rata kapasitas pengolahannya berkisar antara 1 ton/ jam

hingga 3 ton/ jam pada tingkat kemiringan spiral yang cukup rendah,

dan jika dibandingkan dengan tingkat atau kapasitas produksinya,

pada spiral yang memiliki tingkat kemiringan lebih besar atau curam

memiliiki kapasitas pengolahan dua kali lebih besar. Tinggi atau

panjang spiral biasanya lima kali lebih kecil ukurannya jika

dibandingkan dengan berat keseluruhan dari alat ini dan tiga kali lebih

kecil ukurannya jika dibandingkan dengan ukuran unit alat pengolahan

atau pencucian material lainnya. Oleh karena proses pengolahan

dengan alat pengkonsentrasi berupa spiral ini mencakup atau meliputi

dua tingkatan spiral, maka besarnya nilai efisiensi proses pemisahan

sangat dipengaruhi oleh proses distribusi material pulp yang bekerja.

Buruknya tingkat keseragaman ukuran butir dari material umpan akan

mengakibatkan ikut turunnya nilai efisiensi operasi dan juga dapat

berperan penting dalam turunnya nilai perolehan (recovery) material

konsentrat. (Syafi’i, 2012)

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

Kelompok VII


batubara, yang biasanya digunakan untuk membersihkan material

yang berukuran 0,2 mm hingga 1 mm.


Gambar 3.3.12.Humprey Spiral

Hal - hal penting yang arus selalu diperiksa pada humprey

spiral adalah :

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

batubara

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.

Hal-hal yang dapat mempengaruhi kerja dari humprey spiral

adalah:

a. Timbunan material yang akan menghambat aliran (sudah

didiskusikan sebelumnya).

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.

Kelompok VII


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 Spliter - pada spiral terdapat 3 spliter di bagian atas pada

masing-masing bank, spliter geser pada bagian tengah dan cutter

pada bagian bawah.


concentration, terdapat dua hal penting yang harus diperhatikan, yaitu:

a. Variabel Alat

1) Tipe spiral

2) Posisi spliter

3) Jumlah spiral

4) Ketinggian spiral

5) Penampang melintang helix dan diameter

b. Variabel Operasi

1) Derajat liberasi dan ukuran feed

2) Selang ukuran feed

3) Laju pengumpanan

4) Persentase solid umpan

5) Jumlah dan kecepatan aliran air pencuci (wash water)

6) Sifat-sifat material

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).

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

Kelompok VII


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. (Suwandhi, 2007)

*Sumber : http://www.mineraltechnologies.com, 2013

Gambar 3.3.12.Humprey Spiral

Alat pengatur untuk mengeluarkan partikel material yang

mempunyai berat jenis yang paling tinggi terletak pada bagian paling

bawah dari keseluruhan penampang melintang spiral tersebut. Air

pembilas akan ditambahkan hingga melalui sisi atau bagian terdalam

dari aliran tersebut, jika terjadi aliran ysng memotong sisi terluar dari

lapisan atau bagian aliran dari material konsentrat. Lebar atau luasan

dari aliran konsentrat yang terbentuk dikeluarkan melalui suatu bagian

atau alat pengatur yang dikontrol oleh suatu alat pengatur yang dapat

disesuaikan besar ukurannya sewaktu-waktu, yang disebut dengan

splitter. Besarnya sudut kemiringan aliran konsentrat yang terbentuk

dapat diatur dengan cara mengatur bagian dari slat pengatur yang

terdapat pada bagian terbawah dari slat ini (spiral) yang secara cepat

dapat berubah-ubah besar ukurannya, sehingga material pengotor dari

material umpan akan keluar atau terbuang melalui bagian terakhir dari

aliran pada spiral tersebut (Wills, 1979).

Kelompok VII

http://www.mineraltechnologies.com/


Adanya ketidakberesan, kesalahan atau perbedaan kondisi

operasi dapat dilihat secara visual pada spiral yang sedang beroperasi

dan tentunya hal ini akan sangat membantu operator dalam

mengidentifikasi dan mengambil tindakan yang diperlukan sesuai

dengan permasalahan yang ada. Adapun tanda-tanda visual tersebut

adalah menyangkut beberapa variabel di bawah ini, antara lain:

a. Feed size

Oversize material akan mudah dilihat pada jalur spiral

karena bentuknya yang terbuka sehingga jika terjadi penumpukan

akan sangat mudah terlihat.

b. Slimes content of pulp (kandungan lumpur dari pulp)

Kandungan lumpur yang berlebihan secara umum akan

membuat pulp menjadi kental dan menyulitkan partikel untuk di

settling, secara visual bisa dilihat bahwa pulp akn menjadi kental

atau berat untuk mengalir. Tempat yang paling baik untuk

memeriksa kondisi ini adalah di under flow spiral product cyclone.

c. Feed distribution

Pemisahan pada distribusi atau pembagian feed ini bisa

dilihat dengan bervariasinya kuantitas material pada setiap spiral

start.

d. Feed rate dan feed pulp density

Permasalahan dengan kedua variable di atas bias dilihat

melalui:

1) Feed rate yang tinggi tetapi pulp density di trough-nya rendah.

2) Feed rate-nya tetapi pulp density-nya tinggi dan semua feed–

nya berputar di tengah atau berada dekat dengan kolom

spiral.

e. Selama spiral dioperasikan kita harus memastikan semua hal

dibawah ini karena akan mengganggu proses separasi dan

kualitas prodiksi, antara lain:

1) Semua lubang distributor tidak tersumbat, semua distributor

bekerja dan tidak buntu atau terjadi penimbunan dalam

distributor.

2) Reject splitter dalam kondisi bersih dan di set dengan benar.

3) Tidak terjadi penimbunan pada permukaan

Kelompok VII


4) Semua lubang pengeluaran terbuka dan berjalan bebas

5) Discharge splitter di set dengan benar dan tidak buntu

6) Lounder tidak buntu atau overflow

7) Tidak terdapat material yang oversize

8) Pengukuran persen solid dari feed spiral antara 25 – 45 %

pada pulp desity 1.5 dengan menggunakan marcy scale. Jika

kurang atau lebih, atur dengan bukaan air pengencer pada

lounder underflow desliming cyclone.

(Fauza, 2012)

Faktor dibawah ini juga memberikan dampak yang serius

terhadap proses sparasi oleh karena itu pengamatan dan penelitian

perlu dilakukan untuk mengetahui bagaimana dan mengapa feed rate

tidak sesuai dengan persyaratan desain. Hal-hal dibawah ini bisa

mempengaruhi atau menimbulkan permasalahan pada kondisi feed

yaitu :

a. Fluktuasi feeding plant

b. Make up water berlebihan

c. Make up water tidak cukup

Beban spiral dan pulp density yang berlebihan akan

menyebabkan spiral overload dan atau terjadi penyumbatan. Jika air

pengecer tidak cukup untuk mempertahankan kondisi operasi yang

baik maka sistem akan overload. Jika kondisi di atas terjadi periksa :

a. Terjadinya keausan/berlubang pada screen panel.

b. Percikan disekitar tepian screen dan terdapat ruang bebas di

antara screen.

c. Bocor pada saluran feed.

d. Buntu pada bagian discharge.

Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja

humprey spiral ini adalah :

a. Diameter bukaan luonder

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.

Kelompok VII


Kelebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan

menggunakan alat humprey spiral antara lain :

a. Ongkos instalasi

b. Ongkos perawatan rendah

c. Ongkos operasi rendah

d. 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 suplay air yang cukup atau sirkulasi air dan

pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral

sebagai medium wash water.

(Fauza, 2012)


concentration, terdapat beberpa hal yang akan mempengaruhi cara

kerja alata, antara lain :

a. Ukuran Butir dari Material

b. Specific Gravity

Adalah konsentrasi berdasarkan berat jenisnya. Metode

pemisahan secara gravitasi digunakan untuk pengolahan

beraneka bahan dan mineral (dari mineral berat kuarsa hingga

batubara) dengan ukuran partikel kurang lebih 3 mm. Sampai saat

ini banyak perusahaan masih menggunakan metode ini karena

melibatkan biaya lebih murah dibandingkan metode flotasi, relatif

sederhana dan menimbulkan dampak yang kecil bagi pencemaran

lingkungan. Metode ini berpedoman kepada prinsip konsentrasi

gravitasi yaitu pemisahan mineral melalui pemanfaatan perbedaan

berat jenisnya pada saat bergerak melawan garvitasi dan gaya

atau kekuatan lain, bertujuan untuk memisahkan secara efektif

mineral pilihan dari mineral pengotor.

Kelompok VII


Pergerakan partikel dalam suatu fluida tidak tergantung

hanya berat jenisnya tetapi juga pada ukuran butirnya, semakin

besar ukuran partikel lebih memberikan pengaruh terhadap

pergerakan. Konsentrat yang dihasilkan biasanya memerlukan

pembersihan oleh pemisah magnetic, pencucian atau beberapa

metode lain untuk menghilangkan mineral-mineral dengan

pengotor.

Konsentrasi berdasarkan berat jenisnya (gravity

concentration) ada 3 macam yaitu :

1) Flowing film concentration (aliran air horizontal)

Merupakan proses konsentrasi berdasarkan berat

jenisnya melalui aliran fluida yang tipis. Alat yang digunakan,

yaitu :

a) Shaking Table (meja goyang)

b) Sluice Box

c) Humprey Spiral

2) Aliran air vertikal

Merupakan proses konsentrasi berdasarkan ada aliran

air ke atas. Pemisahan pada jig terjadi karena perbendaan

SG, yang mana tiap mineral mengalami 3 peristiwa yaitu

hindered settling, differrntial acceleration dan consolidation

tricklink.

3) SG media cairan berat

Merupakan pemisahan berdasarkan atas SG cairan

media dan SG mineral. Sebagai media adalah cairan berat

yang umumnya tidak bereaksi langsung dengan material yang

dipisahkan. Ada dua proses yaitu heavy media separation dan

heavy liquid separation.

c. Sifat kemagnetan

Setiap mineral mempunyai sifat kemagnetan yang berbeda

yakni ada yang kuat lemah dan bahkan ada yang sama sekali

tidak tertarik oleh magnet. Berdasarkan sifat kemagnetan yang

berbeda-beda itulah mineral dapat dipisahkan dengan alat yang

disebut magnetic separator.

Kelompok VII


d. Sifat permukaan mineral

Permukaan mineral ada yang bersifat senang dan tidak

senang terhadap gelembung udara. Mineral yang senang terhadap

udara akan menempel pada gelembung udara sedangkan mineral

yang tidak senang terhadap gelembung udara tidak menempel

pada gelembung udara. Biasanya ada tiga reagent kimia yang

ditambahkan yaitu collector, modifier dan frother. Reagent ini

hanya menyelimuti permukaan mineral itu saja (tidak bereaksi

dengan mineral). Dengan memberikan gelembung udara maka

mineral akan terpisah, sehingga antara mineral yang dikehendaki

dengan yang tidak dikehendaki dapat terpisah. Proses pemisahan

semacam ini disebut flotasi.

(Fauza, 2012)

Kelompok VII

Humprey Spiral

Documents