DESAIN PROSES PENINGKATAN KADAR BIJIH BESI KALIMANTAN SELATAN

Transkripsi

1 DESAIN PROSES PENINGKATAN KADAR BIJIH BESI KALIMANTAN SELATAN Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara tekmira S A R I Potensi bijih primer di Pleihari, Kalimantan Selatan cukup besar, pada saat ini diekspor sekitar 1-2 juta ton dalam bentuk bahan mentah ke luar negeri. Bijih primer di Pleihari bercirikan magnetithematit dengan kadar Fe yang rendah kadar Fe 51,6%, Al 2 11,7%. Sehingga diperlukan peningkatan kadar dengan separator magnetik, untuk mendapatkan konsentrat berkadar di atas 60% dan kandungan SiO 2 +Al 2 di bawah 6%. Proses peningkatan kadar dengan melakukan kombinasi pencucian, pemisahan magnetik dihasilkan kadar 66,1% Fe total, Al 2 0,86% SiO 2 3.1% dengan perolehan Fe mencapai 84,19%. Kata kunci : analisis mineralogi, konsentrat, pemisahan magnetik, tahap cleaner, tahap re-cleaner, tahap rougher 1. PENDAHULUAN Bijih besi Pleihari terdiri dari magnetit- hematite dengan terdapat material hasil pelapukan yang berukuran halus sehingga diperlukan tahapan washing sebelum dilakukan peningkatan kadar dengan separator magnetik. Tahapan washing dalam skala industri dilakukan dengan log washer atau dengan menggunakan double spiral classifier. Produk washing berupa underflow yang merupakan umpan dari proses peningkatan kadar dan underflow berupa lumpur yang dibuang ke dalam tailing pond. Tahapan washing dapat dilakukan sebelum proses penghacuran (crushing) ataupun setelah penghancuran terkait dengan keterikatan material pengotor dengan mineral besi. Proses up grading besi yaitu melalui dapat dilakukan dengan sederhana adalah pemisahan berdasarkan sifat kemagnetan mineral. Untuk mendapatkan konsentrat hasil pemisahan dengan kadar yang tinggi maka pemisahan magnetik dilakukan pada intensitas magnet yang rendah. Kondisi ini akan menghasilkan perolehan Fe yang rendah sehingga harus dilakukan suatu simulasi berupa tahan roughing, scavenging dan cleaning untuk menghasilkan konsentrat dengan kadar dan perolehan Fe yang optimum. 2. METODOLOGI Sample mengalami proses penghancuran, kemudian mengalami proses washing dalam spiral classifier, underflow spiral classifier kemudian dilakukan secondary crushing sampai minus 10 mesh, kemudian dicuci ulang dalam spiral classifier. Produk pencucian akhir baru dilakukan pemisahan magnetik dengan memvariasikan intensitas magnet. 74 M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

2 2.1. Pembahasan a. Diagram alir up grading bijih besi Peningkatan kadar bijih besi dilakukan terdiri dari beberapa tahapan yaitu peremukan dan pengerusan serta pemisahan mineral-mineral besi dari pengotor yang bersifat non magnet dengan menggunakan pemisah magnetik basah. Tahapan pemisahan magnetik terdiri dari rougher yaitu pemisahan magnetik tahap awal dengan intensitas yang tinggi sehingga mineralmineral besi dengan kemagnetan yang rendah seperti mineral hematit, kemudian dilakukan tahap cleaner dengan intensitas yang rendah sehingga dihasilkan konsentrat megnetit dengan kandungan hematit yang rendah. b. Tahap rougher Produk ball berukuran lolos 10 mesh dengan kadar Fe 51,6%, Al 2 11,7%, dilakukan peningkatan kadar dengan pemisahan magnetik. Intensitas magnetik yang digunakan 4300 gauss Tabel 1, menunjukkan karakteristik pemisahan magnetik pada intensitas yang tinggi. Tabel 1. Karakteristk pemisahan magnetik Intensitas magnet Fe tot.,% Al 2,% SiO 2,% ,30 1,28 8, ,7 3,98 8, ,3 3,50 9, ,3 3,41 8, ,3 3,85 8,72 Tabel 1, juga memperlihatkan karakteristik pemisahan magnetik bijh besi Kalimantan Selatan. Intensitas di atas 4800 gauss tidak terjadi peningkatan kadar di atas 55% Fe, relatif konstan 55,3% karena intensitas yang tinggi banyak pengotor yang terperangkap di dalam konsentrat. Tahap rougher dihasilkan 84,45% wt. konsentrat berkadar 59,30% Fe, 1,28% Al 2 dan 8,62% SiO 2, terjadi peningkatan kadar Fe dan penurunan pengotor. Perolehan Fe mencapai 97,05 % (RoC 1,18 menunjukkan untuk memperoleh konsentrat berkadar 59,30% Fe dibutuhkan 1,18 ton bijih besi. Tailing rougher sebanyak 15,55%wt. berkadar 9,78% Fe, 17,87% Al 2 dan 28,43% SiO 2. b. Analisis mineralogi produk rougher Analisis meneralogi terhadap konsentrat rougher menunjukkan magnetit (72,35%wt.) warna abuabu coklat, isotropik, berbutir halus-kasar (2 mm) yang berbutir halus dalam keadaan terliberasi dan yang berbutir lebih kasar sebagian berikatan dengan mineral bukan-logam (gangue mineral), sebagian telah terubah menjadi magnetithematit. Hematit (7,50%wt.) warna abu-abu terang, anisotropik, berbutir halus-kasar, sebagian berikatan dengan limonit maupun mineral bukan logam. Limonit (3,5 %wt.) warna abu-abu keruh, bentuk butir tidak beraturan, sebagian berikatan dengan hematit maupun mineral bukan-logam. Magnetithematit (8,01%wt.) warna abu-abu kecoklatan terang, berbutir halus-kasar, sebagian berikatan dengan mineral bukan-logam. Kalkopirit (0,70%wt.) warna kuning tua, isotropik, berbutir halus dalam keadaan terliberasi. Pirit (0,25%wt.) warna krem pucat, isotropik, relief tinggi, berbutir halus-kasar, yang berbutir kasar berikatan dengan mineral bukan-logam. Material lainnya (7,93%wt.) adalah mineral bukan-logam (gangue mineral) kemungkinan jenis silika dan karbonat. Fotomikrograf konsentrat 4300 gauss disajikan pada Gambar 2. Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda 75

3 c. Tahap cleaner pemisahan magnetik Rougher concentrate berkadar 59,30% Fe, 1,28% Al 2 dan 8,62% SiO 2 dilakukan peningkatan kadar kembali agar memenuhi spesifikasi yaitu min 63% Fe. Hasil analisis mineralogi menunjukkan mineral-mineral besi terdapat rekahan-rekahan yang ditempati oleh mineral-mineral silikat. Oleh karena itu, konsentrat rougher dilakukan pengecilan ukuran sampai 150 mesh. Penggilingan dilakukan ball sistem tertutup dengan hidrosiklon. Gambar 2. Foto mikrograp konsentrat rougher Sedangkan analisis mineralogi terhadap contoh Tailing rougher, menunjukkan magnetit (0,37%wt.) warna abu-abu kecoklatan, isotropik, berbutir halus dalam keadaan terliberasi. Hematit (0,37%wt.) warna abu-abu terang, anisotropik, berbutir halus dalam keadaan terliberasi. Limonit (8,54%wt.) warna abu-abu keruh dan berbutir halus. Kalkopirit (3,35%wt) warna kuning tua, isotropik berbutir halus. Material lainnya (84,83%wt.) adalah mineral bukan-logam (gangue mineral) kemungkinan jenis silika dan karbonat. Fotomikrograf Tailing 4300 gauss disajikan pada Gambar 3. Limpahan bawah siklon dikembalikan ke dalam pelumat bola sedangkan konsentrat berukuran lolos 150 mesh yang telah terliberasi dari mineral silikat dilakukan desliming untuk menghilangkan mineral silikat yang berukuran halus, terjadi peningkatan kadar menjadi Fe 64,29%, Al 2 1,32% dan SiO 2 4,20% dengan perolehan Fe 88,81%, berat sebesar 71,28% wt. Sime yang terbuang sejumlah 13,17% wt. mengandung Fe 32,30%, Al 2 1,06% dan SiO 2 32,55%. Proses desliming dapat menggunakan pemekat. Ukuran pemekat sangat tergantung dari hasil endap. Limpahan bawah pemekat karena masih mengandung SiO 2 sekitar 4% dilakukan peningkatan kadar dengan magnetik separator 1500 gauss Simulasi cleaner magnetik separator tanpa desliming disajikan pada Tabel 2. Tabel 2. Karakteristik pemisahan magnetik cleaner Intensitas magnet Fe tot.,% Al 2,% SiO 2,% ,40 3,85 8, ,20 3,83 8, ,9 3,90 8,20 Gambar 3. Tailing rougher 4300 gauss 76 M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

4 Tabel 2, memperlihatkan sulitnya melakukan pengurangan kandungan mineral tanpa melakukan desliming. Hasil pemisahan magnetik tahap cleaner terhadap contoh limpahan bawah pemekat dengan intensitas magnetik 1500 gauss menghasilkan 69,85% wt. konsentrat cleaner berkadar Fe 64,90%, Al 2 1,26% dan SiO 2 3,70% dengan perolehan Fe mencapai 87,90%. Sedangkan Tailing cleaner dengan jumlah 1,43% wt. terkandung Fe 34,40%, Al 2 4,32% dan SiO 2 28,6%, dan disirkulasikan kembali ke dalam pelumat bola. d. Tahap re-cleaner pemisahan magnetik Proses selanjutnya adalah membersihkan kembali konsentrat cleaner dengan menggunakan separator magnetik untuk meningkatkan kadar Fe. Pemisah magnetik yang digunakan adalah double drum magnetic separator dengan intensitas magnetik yang sama yaitu 800 gauss Hasilnya berupa konsentrat akhir sebanyak 65,72% wt. berkadar 66,1% Fe total, 0,86% Al 2 dan 3,1% SiO 2 dengan perolehan Fe mencapai 84,19% dan ratio of concentration (RoC) mencapai 1,52. Sehingga untuk mendapatkan 1 ton konsentrat berkadar 66% Fe, membutuhkan 1,52 ton bijih besi sebagai bahan baku. Tailing recleaner berkadar 45,78% Fe, 7,63% Al 2 dan 13,26% SiO 2. Dari rangkaian proses pengolahan terdapat tiga tailing yaitu Tailing rougher, sime dan recleaner tail, sebagaimana disajikan pada Tabel 3. Final tail sebanyak 32,84% dari proses upgrading berkadar 23,33% Fe, 9,84% Al 2 dan 28,17% SiO 2, (calculated tail grade) sedangkan hasil; assay menunjukkan kandungan Fe total 21,6%, Al 2 8,19% dan SiO 2 33,7% menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan. 3. KESIMPULAN 1) Bijih primer di Pleihari bercirikan magnetithematit dengan kadar Fe yang rendah kadar Fe 51,6%, Al 2 11,7%. 2) Proses peningkatan kadar dengan melakukan kombinasi pencucian. 3) Proses pencucian diperlukan sebagai tahap awal dari proses konsentrasi dan harus dilakukan. 4) Produk pencucian menghasilkan kadar Fe 51,6%, Al 2 11,7% 5) Pemisahan magnetic menghasilkan kadar 66,1% Fe total, Al 2 0,86% SiO 2 3.1% dengan perolehaan Fe mencapai 84,19%. Tabel 3. Komponen tailing peningkatan kadar Fe KOMPONEN wt, % Fe t,% Al 2,% SiO 2,% Rougher Tail 15,55 9,78 17,87 28,43 Slime 13,17 32,30 1,06 32,55 Re-Cleaner Tail 4,13 45,78 7,63 13,26 Final Tail 32,84 23,33 9,84 28,17 Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda 77

5 wt, % 1.43 Fe tot.,% 34.4 Al 2,% 4.32 SiO 2,% 28.6 Mineral dan Batubara MINE SURGE PILE OVERLAND CONVEYOR st. CRUSHING head grade wt, % 100 Fe tot.,% 51.6 Al 2,% 3.86 SiO 2,% 11.7 Rec. Fe,% 100 ROUGHER TAIL nd. CRUSHING ROUGHER CONC wt, % Fe tot.,% Al 2,% 1.28 SiO 2,% 8.62 Rec. Fe,% Rec.Al 2,% 9.24 Rec.SiO 2,% BAWAH HC PRIMARY GRINDING DESLIMING CLEANER TAIL CLEANER MAGNETIC SEPARATION 1500 GAUSS RECLEANER MAGNETIC SEPARATION 800 GAUSS RE-CLEANER CONC Gambar 1. Diagram alir up grading bijih besi wt, % Fe tot.,% 9.78 Al 2,% SiO2,% OVERFLOW MESH wt, % Fe tot.,% 66.1 Al 2,% 0.86 SiO 2,% 3.1 Rec. Fe,% SIME wt, % Fe tot.,% Al 2,% 1.06 SiO 2,% LIMPAHAN BAWAH PEMEKAT wt, % Fe tot.,% Al 2,% 1.32 SiO 2,% 4.20 Rec. Fe,% Rec.Al2O3,% Rec.SiO 2,% CLEANER CONC wt, % Fe tot.,% Al2O3,% 1.26 SiO 2,% 3.70 Rec. Fe,% Rec.Al2O3,% Rec.SiO2,% RE-CLEANER TAIL wt, % 4.13 Fe tot.,% Al 2,% 7.63 SiO2,% M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

6 DAFTAR PUSTAKA Boucraut, M., R., Koskas and J., Michard, Study of The Benefiation of certain Lorraine Iron Ores By Magnetizing Roasting, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, Crest Exploration Limited, A Metallurgical Evaluation The Snake River Iron Deposit, The California Standard Company's, Contract No. S54848, Dahlem, D.,H., and C.,l., Sollenberger, Hematit- Magnetit Grain Growth in a Reducing Roast, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, Meyer, K., The Lurgi Process of Magnetizing Roasting A Possible Method of Processing Iron Ore, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, Purwanto, Hadi, Study the Utilization of Indonesian Kalimantane Ore for Ironmaking, Tohuku Universitu, Setiawan, dkk., 2004, Penelitian Bijih Besi Laterit untuk Bahan Baku Industri Besi Baja, Laporan Teknik Pengolahan. Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda 79