meja goyang - Digilib

PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
Yogyakarta, 27 Juli 2011
PEMBUATAN KONSENTRAT ZIRKON SEBAGAI UMPAN PROSES
PELEBURAN MENGGUNAKAN SHAKING TABLE (MEJA GOYANG)
Sajima, Sunardjo, Harry Supriyadi
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan –BATAN, Babarsari Yogyakarta, 55281
E-mail :[email protected]
ABSTRAK
PEMBUATAN KONSENTRAT ZIRKON SEBAGAI UMPAN PROSES PELEBURAN
MENGGUNAKAN SHAKING TABLE (MEJA GOYANG). Telah dibuat konsentrat
zirkon sebagai umpan peleburan menggunakan meja goyang. Bahan baku yang
digunakan adalah pasir zirkon Kalimantan. Meja goyang digerakan dan air sebagai
media dialirkan pada kecepatan 15 liter permenit. Pasir zirkon dalam tangki
pengumpan (feeder) dialirkan dalam kecepatan 17 kg perjam. Konsentrat, meddling
dan tailing dikeringkan kemudian ditimbang. Hasil proses dianalisis menggunakan
XRF. Diperoleh konsentrat dengan komposisi ZrO2 (60,9%), TiO2 (5,6%), SiO2 (5,6%),
Fe2O3 (2,7%), SnO2(1,0%), Cr2O3 (0,6%), AlO2 (0,5%), NbO2(0,2%) dan MnO2(0,3%).
Kata kunci : pasir zirkon, konsentrat, umpan, peleburan, meja goyang
ABSTRACT
MANUFACTURING OF ZIRCON CONCENTRATE AS FUSION PROCESS FEED
USING SHAKING TABLE. Zircon concentrate as a feed for fusion using a shaking
table has been done. Kalimantan zircon sand has been used as raw materials. Shaking
table was driven and water as the medium was flowed at a speed of 15 liters per
minuties. Zircon sand in the feeder was flowed in the speed of 17 kg per hours. The
concentrate, meddling and tailings are dried and then weighed. The results were
analyzed using XRF. Retrieved concentrate with the composition of ZrO2 (60.9%), TiO2
(5.6%), SiO2 (5.6%), Fe2O3 (2.7%), SnO2 (1.0%), Cr2O3 (0.6%), Al2O3 (0.5%), NbO2
(0.2%) and MnO2 (0.3%).
Key words : zircon sands, concentrate, a feed, fusion, shaking table
PENDAHULUAN
erkembangan bahan-bahan maju berbasis
zirconia (ZrO2) maupun produk derivatnya
mengalami peningkatan sehingga pemrosesan
bahan ini memiliki prospek yang sangat besar[1].
Bahan baku yang digunakan adalah mineral zirkon
sebagai ikutan mineral timah dengan kadar zirkon
rendah (marginal) antara 35 - 50 % sehingga perlu
dilakukan peningkatan kadar (beneficiation)
(2)
dengan pemisahan . Pemisahan mineral dapat
dilakukan dengan cara Konsentrasi Grafitasi
(Gravity Concentration) berdasarkan perbedaan
berat jenis dengan perkiraan Kriteria konsentrasi[3].
Kriteria konsentrasi oleh Taggart dirumuskan
(4)
secara impiris sebagai berikut :
P
Sajimo, dkk
KK =
( SG partikel berat − SG media)
( SG partikel ringan − SG Media)
dimana :
KK = Kriteria Konsentrasi
SG = Spesific Gravity
Konsentrasi Gravitasi adalah proses
pemisahan material-material yang berharga dan
tidak berharga dalam suatu bahan galian akibat
gaya-gaya dalam fluida berdasarkan / tergantung
pada perbedaan density, bentuk dan ukuran[3].
Perangkat yang sering digunakan pada proses ini,
antara lain; Shaking Table (Meja Goyang), Jig,
Panning, Sluice Box, Humprey Spiral atau
ISSN 1410 – 8178
Buku II hal 131
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
Yogyakarta, 27 Juli 2011
Hydrocyclone. Meja Goyang merupakan perangkat
yang tipis (Flowing Film Concentration) pada
suatu meja bergoyang yang dilengkapi dengan
5)
reffile (penghalang)( . Prinsip Kerja Shaking
Table adalah perbedaan berat dan ukuran partikel
terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis.
pemisahan material dengan cara mengalirkan air
Faktor yang mempengaruhi kinerja
Shaking Table antara lain :
1. Ukuran dari feed.
2. Operasional (roughing/cleaning).
3. perbedaan Spesifik Grafity.
Tabel 1. Kandungan mineral utama timah dan ikutannya
No
Nama
mineral
Rumus kimia
(2)
Massa Jenis
Kemagnetan
Kelistrikan
g/cm3
1
Zirkon
ZrSiO4
4,6 - 4,7
Non magnetis
Non Konduktor
2
Kasiterit
SnO2
6,8 – 7,1
Non magnetis
Konduktor
3
Kwarsa
SiO2
2,6 -2,7
Non magnetis
Non Konduktor
4
Pirit
FeS2
4,8 – 5,1
Non magnetis
Konduktor
5
Ilmenit
FeTiO2
4,5 – 5,0
Magnetis
Konduktor
6
Rutil
TiO2
4,1 – 4,3
Non magnetis
Konduktor
7
Hematit
Fe2O3
4,9 – 5,3
Non magnetis
Konduktor
8
Monasit
(Ce,La,Y,Th)PO4
4,9 – 5,3
Non magnetis
Non Konduktor
9
Xenotim
YPO4
4,5 – 4,6
Magnetis
Non Konduktor
10
Tourmalin
Na(Mg,Fe)Al6
3,0 – 3,2
Non magnetis
Non konduktor
Non magnetis
Konduktor
(BO3)(Si6)18(OH)14
11
Galena
PbS
7,5
12
Topaz
Al2SiO4(OH,F)2
3,4-3,6
(5)
Pada pemisahan menggunakan meja goyang,
distribusi partikel dipengaruhi oleh sifat-sifat riffle,
permukaan deck, water supply, perbedaan bentuk,
ukuran partikel dan ada tidaknya material yang
termasuk middling atau material interlog atau
partikel dengan sebagian material berat dan
(5)
sebagian material ringan . Riffle (penghalang)
merupakan perangkat dukung yang berfungsi
untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga
partikel ringan diberi kesempatan berada diatas
dan partikel berat relatif dibawah.
Gaya yang bekerja pada meja goyang
antara lain gaya dorong alir dan gaya gesek. Gaya
dorong alir merupakan fungsi kecepatan relatif
aliran air dan partikel Dalam prosesnya, partikel
bergerak dengan kecepatan yang dipengaruhi oleh
kedalaman air. Gaya Gesek terjadi antara partikel
(4)
dengan dasar deck (alas alat) .
Berdasarkan pada ukuran besar butir
material yang dipisahkan, meja goyang dapat
dibedakan menjadi “sand table” dan “slime
Buku II hal 132
table” . Perbedaan pada kedua alat ini terletak
pada Jumlah dan Jarak antar Riffle. Jumlah riffle
pada Sand Table sangat banyak sedangkan jumlah
riffle pada Slime Table sedang. Jarak antar riffle
sand Table antara ¼ hingga 1 ¼ inch sedangkan
Slime Table lebih besar daripada Sand Table.
Selain itu Sand Table, ada bagian deck yang tidak
diberi riffle digunakan untuk slime sedangkan pada
Slime Table, ada bagian deck yang tidak dipasang
riffle. Kapasitas shaking table (meja goyang)
tergantung pada jumlah air, jumlah Strore, sifat
bijih, slope, meja dan ukuran feed.
Macam Meja Goyang yang lain adalah
Willey Table, Butcher Table, Card Tabel. Card
Field Table, Plat of Table, dan Dister Diagonal
Overslorm Table. Meja Goyang Willey Tabel
terdiri dari deck berbentuk segi empat dan
“Headmotion” sebagai penggeraknya. Ketinggian
(5)
riffle minimal ½ feed dan lebar ¼ feed . Meja
Goyang Bucher Table mempunyai bentuk hampir
sama dengan Willey, tapi memiliki watch plinger
untuk mencuci. Posisis riffle terbagi menjadi zone
ISSN 1410 – 8178
Sajimo, dkk
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
Yogyakarta, 27 Juli 2011
stratifikasi, cleaning zone dan dischange zone.
Mekanisme kerjanya, material bergerak ke kiri dan
air bergerak ke kanan, sehingga material ringan
akan terbawa arus air sedang material berat akan
berjalan terus. Meja Goyang Card Table yakni
meja goyang dengan riffle dibuat dengan mengerat
deck dengan bentuk segitiga dan headmotion.
Meja goyang Dister Diagonal Overslorm Table
yakni meja goyang dengan berbentuk Deck
Rombahedral. Pemisahan antara konsentrat,
middling dan tailing tidak jelas / berdekatan sekali
Meja Goyang Card Field Table yakni meja goyang
dengan berbentuk Wafley Table yang ditutupi
seluruhnya oleh riffle, sedangkan meja goyang
Plat of Table meja goyang yang mempunyai ciri
utama di atas deck ada tiga macam riffle dan
terdapat tiga zona dari riffle yaitu zone Stratifikasi,
(5)
zone Intermediate Plan dan zone Lipper .
TATAKERJA
Bahan
Pasir zirkon berasal dari daerah pertambangan
Kalimantan sebagai bahan baku
Air digunakan sebagai media.
Peralatan
Satu set meja goyang sebagai perangkat pemisahan
Timbangan digunakan menimbang umpan (feed)
maupun hasilnya.
XRF digunakan untuk analisis umpan mapun hasil
proses
Gambar 1. Satu set meja Goyang
Langkah Kerja
Meja goyang disiapkan dengan cara motor
penggerak meja dan motor pengatur umpan
dihidupkan. Air sebagai media dialirkan dan diatur
kecepatannya pada 15 liter permenit. Ditimbang
pasir zirkon seberat 50 kg dan dimasukkan ke
dalam tangki pengumpan (feeder). Pasir dialirkan
dan diatur kecepatannya pada 17 kg perjam. Hasil
proses diambil dan dilakukan penimbangan
dilanjutkan analisis menggunakan XRF.
Sajimo, dkk
HASIL DAN PEMBAHASAN
Telah dilakukan peningkatan kadar untuk
memperoleh konsentrat zirkon menggunakan
perangkat meja goyang yang dilengkapi reffile
dengan air sebagai media. Kosentrat zirkon
sebagai salah satu mineral ikutan yang memiliki
nilai ekonomis tinggi sehingga dapat dipasarkan
secara komersial.
ISSN 1410 – 8178
Buku II hal 133
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
Yogyakarta, 27 Juli 2011
Gambar 2. Proses pemisahan memakai meja goyang dengan media air
Hasil pemisahan menggunakan meja goyang dan dianalisis mengunakan XRF disajikan pada tabel berikut.
Tabel 1. Analisis hasil proses pemisahan menggunakan XRF (%)
ZrO2
Ti O2
Si O2
Fe O2
Sn O2
Cr O2
Al2 O3
Nb O2
Mn O2
Head sample
54,1
5,4
21,1
2,4
0,6
0,5
0,4
0,1
0,1
Konsentrat
60,9
5,6
5,6
2,7
1,0
0,6
0,5
0,2
0,3
Medeling
40,3
13,1
6,6
3,5
1,2
0,7
1,2
0,3
0,2
Tailing
36,1
10,6
16,3
8,6
0,3
1,4
0,8
0,5
0,4
Pada Tabel 1. tampak bahwa kandungan
zirkon dalam konsentrat (60,9 %) lebih besar
dibanding dalam head sample atau pasir zirkon
yang belum diproses (54,1 %) hal ini menunjukkan
bahwa telah terjadi adanya pemisahan antar
partikel. Selain itu, silikon (SiO2) dalam konsentrat
(5,6%) lebih rendah dibanding pada middling
(6,6%) maupun di tailing (16,3%), hal ini
menunjukkan bahwa pengotor silikon yang terletak
pada permukaan mineral zirkon dapat dipisahkan.
Terpisahnya silikon karena massa jenis Si sangat
rendah atau ringan yaitu 2,33 g/cm3 jauh lebih
rendah dibandingkan dengan zirkon (6,51g/cm3)
atau unsur lainnya (Ti, Fe, Sn, Cr, Al, V, Mn, Nb)
sehingga mudah terdorong / terbawa lebih cepat
dari partikel berat searah aliran. Keberadaan
silikon dalam konsentrat yang masih banyak,
diduga silikon ini melekat menjadi satu dengan
zirkon membentuk zirkonat (ZrO2.SiO2). Pengotor
Si ini diharapkan dapat dipisahkan pada tahap
lanjutan (proses kimia) yakni pelindian
menggunakan air.
Buku II hal 134
Pengotor pengotor seperti Ti, Fe, Sn, Cr, Al,
V, Mn, Nb diharapkan dapat dipisahkan secara
metode
fisika
lainnya
misalnya
sifat
kemagnetannya dengan konsentrasi magnetic,
perbedaan sifat kelistrikan digunakan konsentrasi
elektrostatikdan perbedaan sifat permukaan
partikel untuk proses flotasi atau cara kimia
lainnya.
KESIMPULAN
Pasir zirkon yang berasal dari hasil samping
pertambangan emas masih banyak mengandung
mineral ikutan yang perlu dipisahkan. Komposisi
konsentrat berdasarkan analisis menggunakan XRF
hasil pemisahan menggunakan meja goyang adalah
ZrO2(60,9%), Ti O2(5,6%), Si O2(5,6%), Fe
O2(2,7%), Sn O2(1,0%), Cr O2(0,6%), Al
O2(0,5%), Nb O2(0,2%) dan Mn O2(0,3%).
Konsentrat hasil pemisahan dengan meja goyang
perlu ditingkatkan kemurniannya misalnya
menggunakan magnetic separator berdasarkan sifat
kemagnetannya atau perbedaan sifat permukaan
partikel untuk proses flotasi.
ISSN 1410 – 8178
Sajimo, dkk
PROSIDING SEMINAR
PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR
Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan
Yogyakarta, 27 Juli 2011
DAFTAR PUSTAKA
1. SUDARTO, DYAH KALLISTA, DEDI
HERMAWAN., Kajian Teknis Aspek
Pengawasan Bahan Nuklir Dalam Pasir
Zirkon., Prosiding Seminar Nasional Sains dan
Teknologi – II, Universitas Lampung 17-18
November 2008.
2. FAHRIZAL ABUBAKAR., Pengelolaan
Zirkon di PT Timah Tbk., Workshop
Keselamatan dan Keamanan Pertambangan
Zirkon Bagi Pekerja, Masyarakat dan
Lingkungan., Yogyakarta, 24 Juni 2009.
3. NURHAKIM.,
Dasar-Dasar
Pengolahan
Bahan Galian., Teknik Kimia diakses tanggal 3
April 2011.
4. SUPRIYONO., Pemisahan dan Ekstraksi ZrHf dari Tailing Pencucian
Timah Bangka.,
Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi
Mineral dan Batubara, 2006.
5. RIZKY., Peningkatan Kadar atau Konsentrasi.,
Materi kuliah pertambangan dan Geologi,
diakses tanggal 02 Maret 2011.
6. YUSTINA, NOGUCHI., Application of
Nuclear Technique in Industry & Environment
(XRF Analysis and NAA)., Joint Training
Course on Application of Nuclear Technique in
Industry and Environment Available for the
Safety of Nuclear Facility, June 29 - July 10,
2009.
Sajimo, dkk
TANYA JAWAB
Triyono
 Mohon penjelasan meja goyang yang digunakan
untuk penelitian mengenai spesifikasinya
Sajimo
 Meja goyang (shaking table) merupakan
perangkat pemisahan mineral berdasakan
perbedaan sifat fisika yang dalam penelitian
ini akan dipisahkan untuk mineral zirkon
dengan lainnya. Misal Si dalam bentuk
mineralnya.
Karena
mineral
zirkon
mempunyai BJ=±6 g/cm3 sedangkan Si dalam
bentuk mineral kwarsa BJ=2-3 g/cm3.
Sriyono
 Spesifikasi konsentrat zirkon yang diperlukan
untuk umpan proses peleburan pasir berapa %
kandungan ZrO2 nya?
Sajimo
 Persyaratan
yang digunakan konsentrat
zirkon untuk dapat digunakan sebagai umpan
dalam peleburan antara lain, kadar ZrO2
cukup tinggi ≥ 60%. Pengotor-pengotor pada
permukaan mineral harus serendah mungkin
agar hemat berapa pemurnian secara kimia.
ISSN 1410 – 8178
Buku II hal 135