BAB III. PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK

Transkripsi

1 A III. PENGAYAKAN (SCREENING) AN ANALISIS AYAK Pengayakan merupakan metode pemisahan dan klasifikasi partikel semata-mata hanya berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran tunggal, dikenal dua macam produk yaitu: (a). Undersize atau fine, yaitu produk yang lolos lubang ayakan, dan (b). Oversize atau tails, yaitu produk yang tertahan oleh ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan diperoleh dua tiga macam ukuran produk, yaitu: (a). Undersize (b). On-size, dan (c). Oversize. Gambar dibawah menjelaskann kedua hal diatas. Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakan-ayakan tunggal dengann berbagai ukuran lubang (lihat standar Tyler mesh). Pelaporan Hasil Analisis Ayakan Adakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan serta jumlah/massa dan masing-masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak menggunakan satu set ayakan standar. ibawah ini adalah contoh cara pelaporan hasil analisa ayak sampel padatan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, in dan in: isini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua. iameter rata-rata partikel pada umumnya diukur berdasarkan rata-rata aritmatik ukuran aperture/lubang ayakan.

2 Misal: iameter rata-rata partikel in adalah ½( ) in = in. Misal: raksi massa yang lolos ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah Penulisan yang lengkap akan berbentuk: Pada umumnya, hasil analisa ayak dilaporkan dalam bentuk histogram atau kurva distribusi frekuensi antara fraksi massa versus ukuran rata-rata partikel. Seringkali, data analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif undersize ataupun oversize). Pada umumnya, ordinat dan kurva (yaitu ukuran rata-rata partikel) dinyatakan dalam skala logaritmik. Hal ini disebabkan perubahan ukuran partikel (misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung) tetapi kelipatan (mengikuti deret ukur). Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif dari suatu analisa ayak yang ditabelkan dibawah ini. Tabel hasil analisa ayak dan kurva distribusi frekuensinya. Tabel hasil analisa dalam distribusinya: bentuk distribusi kumulatif oversize beserta kurva

3 Catatan Penggambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs ukuran partikel misleading, karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan standar (Tyler mesh) tidaklah sama, karena mengikuti deret ukur. Yang seringkali dipakai, dan juga sesuai dengan pengertian statistik tentang distribusi frekuensi, adalah dengan menggantikan fraksi massa dengan fraksi massa per atu satuan ukuran partikel, hingga sumbu vertikal dan kurva distribusi dinyatakan dalam: fraksi_massa/( i - i+1 ), dimana i = aperture ayakan ke-i, i+1 = aperture ayakan dibawahnya (aperture Iebih kecil) Kurva distribusi seringkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. raksi jumlah didefinisikan sebagal rasio jumlah partikel ukuran tertentu terhadap jumlah total partikel yang ada. raksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu terhadap luas permukaan total dan partikel yang ada. Kurva distribusi seringkali digambarkan juga dalam bentuk diagram batang (bar-chart) Gambar dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi luas muka dan fraksi jumlah, dalam diagram batang.

4 Alat-Alat Pengayak Ada berbagai jenis alat pengayak yang digunakan dalam industri. Hampir semua ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk menggetarkan, menggoncang ataupun memutar (gyration) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan berbagai mode gerakan. (a). Ayakan stasioner dan Grizzlies. Grizzlies sering digunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya diatas 1 in (biasanya hasil dari primary crusher). Grizlies tersusun atas batangan- antara batangan logam yang disusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, 2

5 sampai 8 in. batangan-batangan logam tersusun miring dengan sudut tertentu (20 sampai 50 terhadap sumbu horisontal), untuk memudahkan padatan bergerak. Kapasitas grizzlies mencapai 100 sampai 150 ton/ft 2 per 24 jam, dengan ukuran aperture sekitar 1 in. Gambar dibawah adalah contoh grizzlies. Ayakan stasioner hampir sama dengan grizzlies, tetapi media pengayaknya berupa anyaman kawat (mesh) atau plat logam yang berlubang-lubang. Sudut kemiringan ayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara ¼ sampai 4 in. Kedua jenis ayakan ini hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran besar dan dapat bergerak bebas (free flowing, tidak lengket). (b). Ayakan Girasi (Gyrating Screens) atau Reciprocating Screens. Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengann berbagai ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing. Ayakan dan casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan partikel dan satu dek ke dek lain, dan memindahkannyaa dan tempat masuk sampai tempat keluarnya partikel. Sudut kemiringan ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan pada umumnya berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampai (5 x 14 ft). kecepatan girasi dan amplitudonya biasanya dapat diatur sesuai kebutuhan. Kecepatan girasi dapat mencapai 600 sampai 1800 rpm. Gambar dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikall dan yang digerakkan horisontal (reciprocating screen).

6 Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut kemiringan Iebih kecil (sekitar 5 ). Mesin diputar-getarkan pada sumbu mendatarnya. Adakalanya diantara dua dek ayakan diisi bola-bola karet untuk meningkatkan efisiensi pengayakan, sekaligus membersihkan aperture ayakan dan padatan-padatan yang menyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang dilengkapi dengan bola-bola karet.

7 (c). Ayakan Getar ( Vibrating Screens) Ayakan getar biasanya digunakan untuk pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. iasanya tidak Iebih dan 3 dek ayakan yang terpasang dalam casing sebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan, bervariasi antara 00 sam pai 450 Gam bar dibawah adalah contoh dan ayakan getar tripel dek. Ayakan getar banyak digunakan untuk partikel-partikel kering berukuran antara 1 in sampai 35 mesh ( in) ), dengan sudut kemiringan 20 o. Untuk partikel-partikel basah (wet screening) sudut kemiringan biasanya diset Iebih kecil, antara 5 o sampai 10 o. (d). Trommels Trommels merupakan jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya. erbentuk silindris atau konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secara konsentris. Gambar dibawah adalah contoh trammel.

8 Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan. Kapasitas beberapa rapa jenis ayakan industri dapat dilihat pada tabel dibawah ini ini: (Asumsi :ayakan an digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam). alam memilih ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan. iagram dibawah memberikan guideline deline dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan ukuran partikel yang akan diayak.

9 Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi Ayakan Gambar dibawah menjelaskann neraca partikel pada sebuah ayakan tunggal. raksi massa bahan (yaltu bahan dengan ukuran yang diinginkan/ undersize product pada umpan, oversize dan undersize streams masing-masing adalah: (1- X ), (1- X ) dan (1- X ). Neraca massa padatan total : = + Neraca massa bahan A : x = x + x Kombinasi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan neraca bahan memberikan: = x x dengan cara yang sama dapat diperoleh: = x x Efisiensi ayakan (atau sering disebut sebagai efektivitas ayakan) merupakan ukuran kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran. Jika ayakan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada padaa oversize, sedangkan semua ada dalam undersize (clear-cut separation). Efisiensi ayakan didefinisikann sebagai perbandingan bahan A yang ada pada overflow terhadap bahan A pada umpan. Jumlah ini masing-masing adalah x dan x. Sehingga, E = A x x

10 dimana E A adalah efisiensi ayakan berdasarkan pada produk oversize. engan cara yang sama dapat didefinisikan efisiensi berbasis : E (1 = (1 ) ) Efisiensi keseluruhan (overall effectiveness) dari ayakan didefinisikan sebagai kombinasi dari dua efisiensi diatas: E = E A E = x 2 x ( 1 x ) ( 1 x ) Substituls rasio (/) dan (/) dengan persamaan diatas, memberikan: E = ( x )( x ) x ( 1 x ) 2 ( x ) x ( 1 x ) Soal analisa ayak : 1. Sebuah crusher digunakan untuk menghancurkan pint. Produk dari crusher diayak. Oversize dan ayakan dikembalikan/direcycle ke crusher untuk kembali. Undersize ayakan diambil sebagai produk. Hasil analisa ayak arus recycle dan produk (distribusi ukuran butir) adalah sebagai berikut: Recycle Produk Mesh % Massa Mesh % Massa Jumlah Jumlah esarnya arus recycle = 0.65 kg/kg padatan keluar crusher. a. Hitunglah distribusi ukuran butir hasil crusher dan estimasikan luas spesifik butir-butir hasil crusher (dalam cm2/g). b. Estimasikan fraksi massa partikel hasil crusher dengan ukuran-ukuran sebagai berikut: (i). (-4+6); (ii). (-6+8); (iii). (-10+14); (iv). (-28+35); dan (v). ( ). Universitas Gadjah Mada