HUMPREY SPIRAL

Pemisahan mineral-mineral dengan menggunakan humprey spiral dasar utamanya adalah aliran fluida horizontal. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gravitasi dan gaya sentrifugal. Bentuk alatnya berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, makin panjang lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya.

Terjadinya pemisahan di dalam humprey spiral sebagai berikut.

1.    Feed dimasukkan ke dalam feed tank

2.    Melalui pompa, feed dihisap masuk ke dalam cyclone.

3.    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.

4.    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.

5.    Material yang berat ada di dalam sebagai konsetrat.

6.    Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam port penampungan konsentrat yang dihasilkan.

 

Gambar. Humprey spiral

Gambar. Pemisahan material dalam humprey spiral

Proses 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.

Hal – hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja humprey spiral ini adalah :

1.    diameter bukaan luonder

2.    kemiringan dari lunder

3.    tinggi/panjang lounder

4.    keseragaman ukuran butiran material

5.    kecepatan aliran air sebagai wash water

6.    fluida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral.

Kelebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral antara lain :

1. ongkos instalasi
2. ongkos perawatan rendah
3. ongkos operasi rendah
4. 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 :

1. ukuran feed yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran feed antara 14 dan 400 mesh, tetapi bijih besi bisa di atas 10 sampai 10 mesh.
2. diperlukan suplay air yang cukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium wash water.

JIGGING

Jig merupakan salah satu alat pemisahan yang berdasarkan perbedaan berat jenis, bekrja secara mekanis yang menggunakan adanya perbedaan kemampuan menerobos dari butiran yang akan dipisahkan terhadap suatu lapisan pemisah (bed). Secara umum jig merupakan suatu tangki terbuka yang berisi air dengan saringan horizontal terletak pada bagian atasnya dimana terdapat lapisan pemisah.

Tangki jig  dilengkapi dengan lubang pengeluaran konsentrat (spigot) pada bagian bawahnya. Disamping itu jig  juga memiliki suatu mekanisme penyebab terjadinya tekanan (pulsion) yang diimbangi dengan pemakaian air tambahan.

 

GAMBAR I

JIG TAMPAK DEPAN

PRINSIP KERJA PROSES JIGGING

            Apabila terjadi pulsion maka  bed akan terdorong naik. Sehingga batuan pada lapisan bed akan merenggang karena adanya tekanan. Kesempatan ini akan dimanfaatkan oleh mineral berat untuk menerobos bed masuk ke tangki sebagai konsentrat sedangkan mineral ringan akan terbawa oleh aliran horizontal diatas permukaan bed dan akan terbuang  sebagai tailing. Pada saat terjadi suction, bed menutup kembali sehingga mineral berat berukuran besar dan mineral ringan berukuran besar tidak berpeluang masuk ke tangki. Jadi mineral berat berukuran besar akan mengendap diatas bed untuk menunggu kesempatan pulsion berikutnya, sedangkan mineral ringan berukuran besar akan terbawa aliran arus horizontal.

GAMBAR II

JIG TAMPAK SAMPING PADA SAAT PULSION

GAMBAR III

JIG TAMPAK SAMPING PADA SAAT SUCTION

GAMBAR IV

JIG TAMPAK ATAS DIAFRAGMA PADA SAAT PULSION DAN SUCTION

            Pada pemisahan partikel mineral dalam proses jigging dipengaruhi tiga faktor, antara lain :

         a.            Differential acceleration

            Differential acceleration merupakan faktor perbedaan kecepatan jatuh partikel mineral ke bed, karena adanya gerakan yang terjadi pada alat jig. Hal ini akan menyebabkan partikel mineral yang memiliki berat jenis besar akan memiliki kecepatan  jatuh yang lebih besar.

b. Hinderet setting

            Hinderet setting adalah faktor kerapatan batuan pada lapisan bed, faktor dimana kecepatan jatuh setelah mineral mencapai kecepatan akhir atau setelah mengendap pada bed, dimana partikel mineral terangkat dan turun pada saat terjadi  pulsion dan suction mengalami kesulitan untuk melalui media pemisah di dalam jig. Jadi dapat dikatakan faktor pengaturan kerapatan bed.

c. Consolidation trickling

Consolidation trickling adalah faktor atau cara pengaliran campuran partikel mineral pada waktu akhir jatuh, dimana berlaku setelah lapisan bed menutup pada saat akhir dorongan (pulsion) . Partikel mineral ringan berukuran besar tidak sanggup berpindah ke kompartemen berikutnya karena pengaruh kecepatan yang terjadi pada partikel mineral tersebut. Sedangkan mineral berat dengan ukuran kecil mempunyai kesempatan untuk menerobos celah-celah lapisan bed, karena partikel tersebut cukup kecil bila dibandingkan dengan rongga bed. Kondisi seperti inilah yang dikendalikan dalam Consolidation trickling.

            Berdasarkan ketiga faktor pemisahan mineral dalam jig diatas, maka terjadilah proses pemisahan mineral yang berbeda berat jenisnya, dalam hal ini mineral berharga seperti kasiterit, xenotin, monasit, ilmenit, zircon, Pb dan biji besi dengan mineral tailing yang berupa kuarsa dan clay. Mineral-mineral yang berat jenisnya lebih besar baik yang berukuran kecil maupun besar berada di bawah saringan, kemudian masuk kedalam tangki dan keluar melalui spigot sebagai konsentrat. Sedangkan mineral pengotor atau mineral ringan baik yang berukuran kecil ataupun besar akan  terdorong oleh desakan dari feed berikutnya dan arus horizontal diatas permukaan bed dan terbuang sebagai tailing . Apabila ketiga faktor tersebut disatukan maka proses tersebut dinamakan ideal jigging process.

            Berdasarkan jumlah kompartemennya jig dapat dibagi menjadi beberapa tipe, antara lain :

-    tipe 1x2                             -     tipe 2x2

-    tipe 1x3                             -     tipe 2x3

Gambar V

JIG 1X2 CELL

Gambar VI

JIG 2X2 CELL

Gambar VII

JIG 1X3 CELL

 

Gambar VIII

JIG 2X3 CELL

B.     PARAMETER PADA PROSES JIGGING

            Pada proses pemisahan dengan menggunakan alat jig, terdapat beberapa parameter yang mempengaruhi efektifitas kerja jig. Adapun parameter yang mempengaruhi proses pemisahan tersebut antara lain :

a.            Amplitudo membran atau frekuensi stroke

Amplitudo membran adalah jarak yang ditempuh oleh torak atau membran dari awal dorongan (pulsion) hingga akhir hisapan (suction), sedangkan frekuensi stroke merupakan banyaknya dorongan per menit. Bila jumlah (rpm) pukulan besar, maka panjang langkahnya (amplitudo) lebih pendek demikian sebaliknya.

Amplitudo membrane dan frekuensi stroke ini akan berpengaruh kepada kecepatan aliran vertical ke atas dimana kecepatannya tidak boleh lebih besar dari pada kecepatan jatuh partikel. Apabila hal ini terjadi maka akan menyebabkan kehilangan mineral berharga yang mempunyai ukuran butir lebih kecil. Oleh sebab itu amplitude membrane dan frekuensi stroke yang digunakan harus disesuaikan dengan ukuran butir partikel mineral berharga yang ada di lapangan.

b. Kecepatan aliran horizontal

Kecepatan aliran horizontal adalah kecepatan air yang mengalir di atas lapisan bed . Fungsi kecepatan horizontal adalah untuk membawa material ringan, baik yang berukuran besar ataupun kecil. Kecepatan aliran horizontal ini sangat berpengaruh terhadap pengendapan mineral.

c.            Ketebalan bed dan ukuran batu pada lapisan bed yang digunakan

Bed merupakan bahan padat yang terdiri dari lapisan batu hematite yang digunakan sebagai media pemisah mineral berat pada jig. Ketebalan dan ukuran bed sangat mempengaruhi hasil pemisahan dan tergantung kepada mineral yang akan dipisahkan . Semakin tebal dan besar ukuran butir bed, maka akan semakin sulit kecepatan aliran vertical ke atas untuk mendorong lapisan bed, sehingga semakin sedikit partikel mineral berharga yang mengendap sebagai konsentrat. Sebaliknya semakin tipis dan kecil ukuran butir bed, maka ada kemungkinan aliran vertical ke atas akan melontarkan bed, sehingga ruangan antara bed menjadi terlalu besar. Hal ini menyebabkan mineral ringan yang berukuran besar akan menerobos lapisan bed dan mengendap sebagai konsentrat, sehingga kadar konsentrat menjadi rendah.

d. Volume air tambahan (Under water)

Selama proses pemisahan berlangsung dengan baik sesuai rencana, air di dalam tangki ada yang masuk ada pula yang keluar. Air yang masuk adalah air yang bercampur bersama feed dan air yang berasal dari header tank (air tambahan). Sedangkan air yang keluar adalah air yang keluar bersama-sama dengan tailing dan air yang keluar melalui spigot bersama konsentrat.

Volume air tambahan adalah jumlah air yang dialirkan ke jig yang berguna sebagai air tambahan. Manfaat air tambahan ini adalah untuk mengimbangi  hisapan, mengimbangi jangan terlalu banyaknya aliran air diatas jig yang menuju ke dasar dapat terjadi apa yang dinamakan gerak pulsasi (gerakan ketas dan hisapan ke bawah) dan menggantikan air yang keluar melalui lubang spigot. 

e.            Ukuran lubang spigot

Lubang  spigot adalah suatu  lubang yang berfungsi sebagai tempat keluarnya konsentrat hasil pemisahan. Besarnya ukuran lubang spigot ini akan mempengaruhi volume air yang terdapat dalam tangki jig. Apabila ukuran lubang spigot terlalu besar, maka volume air yang keluar melalui lubang spigot  akan menjadi besar. Hal ini akan mengakibatkan tangki jig menjadi kosong, dan jig akan mengalami kekurangan air. Untuk menjaga keseimbangan air didalam jig, maka ukuran lubang spigot diusahakan sekecil mungkin. Hali ini bertujuan agar pada proses pemisahan berikutnya tidak terjadi kelebihan air dan pemakaian air tambahan dapat terjaga.

f. Feeding dan proses padatan

Feeding adalah proses pemasukan bahan baku campuran mineral baik bijih berharga atau  mineral lainnya dengan mengalir kepermukaan jig, yang disesuaikan dengan kapasitas alat pencucian. Distribusi feed dipermukaan jig harus diatur dengan baik agar proses jigging dapat berjalan dengan sempurna.

Penyebaran dan kekentalan (proses padatan) feed yang masuk kepermukaan jig perlu diperhatikan. Penyebaran feed yang tidak merata mengakibatkan terjadinya penumpukan dan kelebihan beban yang terlalu besar yang diterima oleh permukaan jig. Feed yang terlalu kental akan menyebabkan penumpukan dan kecepatan aliran kecil, sebaliknya feed yang terlalu encer akan menyebabkan kecepatan aliran yang besar sehingga banyak mineral berharga yang hilang sebagai tailing.

g. Motor jig

Motor jig merupakan motor penggerak stroke yang menyebabkan terjadinya pulsion dan suction pada proses pemisahan. Penentuan daya atau HP motor yang digunakan berdasarkan beban yang akan didorong pada saat pulsion, jumlah putaran gear box dan panjang pukul motor yang digunakan.

h. Jig screen

Jig screen merupakan saringan yang terbuat dari kawat (ketebalan kawat 1,5 mm) yang dipasang diantara rooster bawah dan rooster atas. Posisi pemasangan jig screen berpengaruh terhadap jumlah dan luas lubang bukaan jig screen tersebut.

i. Kecepatan aliran didalam jig tank

Kecepatan aliran didalam tangki jig berpengaruh terhadap proses pengendapan mineral berharga. Apabila kecepatan aliran vertikal keatas akibat pulsion lebih besar dari kecepatan jatuh butir mineral berharga, maka mineral berharga tidak memiliki kesempatan untuk turun mengendap sebagai konsentrat. Sebaliknya jika kecepatan aliran vertikal  ke atas terlalu kecil maka kadar konsentrat akan menjadi rendah. Hal ini disebabkan karena mineral pengotor yang kecepatan jatuhnya juga kecil akan turun sebagai konsentrat.

j. Kemiringan jig

Kemiringan jig berpengaruh terhadap kecepatan aliran horizontal pada kondisi yang stabil, dengan perbandingan kemiringan jig 1:12, dalam artian bila kemirinagan jig ditambah satu derajat maka kecepatan akan bertambah dua belas kali dari kecepatan pada posisi jig yang datar.