High Tension Separator (HTS)

HTS adalah alat pemisahan mineral berdasarkan sifat listrik (konduktifitas) yang dimiliki mineral-mineral, hasil yang didapat dari mineral-mineral ini adalah konduktor, middling dan non konduktor.

         1.   Bagian-bagian HTS

       a.   “Ionizer Electroda” adalah elektrode yang berbentuk kawat halus. Fungsinya menimbulkan ‘corona’ adalah pelepasan muatan listrik yang dapat memberikan muatan listrik yang dikehendaki pada mineral yang akan dipisahkan. ‘Corona’ ini spesifik pada medan listrik yang sangat homogen. Untuk menimbulkan medan listrik yang non homogen ini maka dibuat diameter “Ionizer Electrode” jauh lebih kecil dari rotor.

     b.   “Deviason Electroda”, berbentuk silinder yang fungsinya untuk menimbulkan medan listrik statis. Jarak antara “Deviason Electroda” dan “Ionizer Electroda” adalah tetap, dihubungkan dengan suatu sambungan konduktor.

        c.   Rotor, berbentuk silinder yang berdiameter lebih besar dari “Deviason Electroda” dan dapat berputar. Panjang dan diameter menentukan kapasitasnya. Rotor merupakan electrode positif karena dalam operasinya dihubungkan dengan tanah.

    d.   Splitter, untuk memotong lintasan butiran mineral yang keluar dari medan listrik statis, sehingga diperoleh hasil konduktor, middling dan non konduktor, pengukuran jarak splitter dilakukan terhadap garis tengah yang dilalui rotor.

Hal-hal yang berpengaruh pada bagian-bagian HTS

a. Kecepatan putaran Rotor

Mempengaruhi gerakan mineral melalui gaya centrifugal yang dihasilkan pada putarannya, dimana mineral dengan berat jenis lebih besar akan terlempar lebih jauh dari posisi rotor.

b. Ukuran diameter Elektrode

Ukuran diameter "ionizer electrode" terhadap "deviation electrode" berpengaruh pada intensitas medan listrik. Medan listrik yang menimbulkan "lifting effect" dan "pinning effect", yang berpengaruh pada perolehan mineral non konduktor, midling dan konduktor.

c. Kedudukan Splitter

Kedudukan splitter pertama dan kedua berpengaruh pada perolehan feed berkadar non konduktor, middling, dan konduktor. Untuk mendapatkan kasiterit dan mineral konduktor berharga lainnya dengan kadar tinggi, maka kedudukan splitter kedua harus dibuat lebih jauh dari splitter pertama.

3. Mekanisme Pemisahan

Feed yang masih panas jatuh merata pada rotor yang berputar, lalu mineral memasuki ‘corona’ antara elektrode dan rotor dimana terjadi pemberian muatan listrik. Untuk mineral yang bersifat konduktor muatan yang menempel pada permukaannya diteruskan pada rotor yang ditanahkan, lalu cenderung jatuhnya menjauhi rotor (hasil konduktor). Sedangkan untuk mineral yang bersifat non konduktor muatan yang diterimanya tidak diteruskan dan tetap melakat pada rotor, jatuh ke hasil non konduktor. Hasil middling adalah mineral yang jatuhnya antara hasil konduktor dan hasil non konduktor. Mekanisme pemisahan HTS pada gambar 2.

GAMBAR 2

MEKANISME PEMISAHAN PADA HTS

B. Perilaku butiran mineral di dalam medan listrik akibat keadaan electrode yang berbeda

1. Lifting Effect.

         Keadaan ini terjadi akibat ukuran dari diameter "Ionizer Electrode" besar. "Lifting effect" merupakan perbandingan gaya listrik dan gaya sentrifugal.                                   

Sifat-sifat "lifting effect" adalah :

a. Tergantung dari mineral untuk menerima muatan listrik pada permukaannya.

b. Untuk mineral yang konduktifitasnya sama tetapi "afinitet" terthadap muatan listrik pada permukaan berbeda.

c. Tingkat pemisahan rendah, 10%-20%.

d. Terpengaruh oleh temperature.

e. Interval voltase yang digunakan, 0-20000 volt.

                                           

GAMBAR 3

PERISTIWA LIFTING EFFECT PADA ALAT PEMISAHAN LISTRIK

2. Pinning effect

Keadaan ini terjadi akibat dari ukuran diameter "Ionizer Electroda" yang kecil. "Pinning Effect" merupakan perbandingan gaya image dan gaya sentrifugal.

Sifat-sifat "pinning effect" adalah :

a. Muatan permukan dari konduktor yang lemah.

b. Pemisahan mineral berdasrkan perbedaan hantaran listrik.

c. Tingkat pemisahan tinggi, 80% - 95%. Banyaknya pengulangan proses 20%-40%.

d. Tidak dipengaruhi oleh temperature.

e. Interval voltase yang digunakan, 0 - 30000 volt.

GAMBAR 4

PERISTIWA PINNING EFECT PADA ALAT PEMISAHAN LISTRIK

3. Pengaruh "Pinning effect" yang sangat kuat pada HTS

      Keadaan ini terjadi akibat dari "deviation elektrode " dan "Ionier Electroda" merupakan garis lurus dengan titik tengah dari rotor. Maka pengaruh listrik sangat kuat.

GAMBAR 5

PERISTIWA PINNING EFEECT YANG SANGAT KUAT

Sifat-sifat "pinning effect" yang sangat kuat adalah :

a. Pengaruh listrik sangat kuat, bahkan akan menarik mineral konduktor dengan kuat bila tidak ada pengontrolan.

b. Pemisahan hanya berdasarkan perbedaan hantaran listrik.

c. Tingkat pemisahan tinggi, 85% - 98%, pengulangan proses adalah  20 % - 40%.

d.Tidak dipengaruhi temperature.

e. Interval voltase yang digunakan, 0 - 50000 volt

a.   Kecepatan putaran rotor

         Kecepatan putaran rotor akan menimbulkan gaya centrifugal pada butiran mineral, untuk butiran mineral yang sama ukurannya apabila tidak ada gaya listrik akan jatuh menurut susunan berat jenisnya. Yang mempunyai berat jenis paling besar akan terlempar paling jauh dari rotor dan mineral yang mempunyai berat jenis paling ringan akan terlempar paling dekat dari rotor. Maka dengan demikian untuk mengolah butiran mineral yang mempunyai butiran kasar putaran rotornya sebaiknya harus lebih lambat dibandingkan dengan ukuran butiran yang lebih halus.

b.   Kuat tegangan listrik

         Untuk melihat pengaruh kuat tegangan listrik dilakukan dengan cara, variabel lain yang tetap dan jarak elektrode terhadap rotor juga tetap. Apabila dilakukan putaran rotor tanpa diberi tegangan maka sebagain besar butiran mineral akan masuk ke dalam konsentrat (konduktor). Pada pemberian arus listrik yang semakin tinggi maka akan terlihat pengaruh "pinning effect" yang lebih dominan, akibatnya kadar konduktor akan naik.

c.   Kedudukan splitter

         Untuk mendapatkan konduktor dengan kadar tinggi maka splitter kedua harus dibuat lebih jauh, sedangkan untuk mendapatkan non konduktor yang lebih bersih jarak splitter pertama lebih dekat dari rotor. Pengaturan jarak splitter dibatasi hasil middling yang diusahakan serendah mungkin.

d.   Kedudukan Elektrode

         Posisi elektrode relatif terhadap permukaan rotor, posisi ini merupakan faktor yang sangat penting di dalam mengontrol intensitas medan listrik. Antara elektrode kawat dengan rotor terdapat suatu jarak kritis, yaitu jarak terdekat. Di bawah jarak ini percobaaan tidak boleh dilakukan karena timbul bunga api listrik, clan kawat dapat putus.

Pengaruh keadaan Feed

a.   Pengaruh temperature

         Temperatur ini berhubungan dengan kelembaban udara, mineral non konduktor dapat bersifat konduktor karena dilapisi uap air. Dalam keadaan lembab butiran mineral akan bersifat konduktor iebih besar. Pemanasan dilakukan terhadap butiran mineral dengan temperature ± 150°C.

b.   Ukuran butir

         Butiran mineral kasar pengaruh gaya gravitasi dan gaya sentrifugal lebih dominan, butiran mineral halus gaya listrik yang lebih dominan.

c.   Kecepatan feed

         Apabila variabel-variabel tetap, dengan kecepatan feed yang makin besar akan diperoleh konduktor dengan recovery dan kadar yang rendah.

d.   Kadar feed

         Apabila variabel-variabel lain tetap, dengan kadar feed yang makin besar akan dihasilkan kadar dan recovery yang besar pula.

Karakteristik Butiran Mineral

         Untuk melihat bagaimana karakteristik dari butiran mineral terutama sifat listriknya pada alat HTS, maka di sini diambil contoh butiran mineral yang mempunyai muatan negative (-q), dalam kondisi di antara dua kutub.

         Butiran mineral akan jatuh menurut lintasan y' yang menyimpang dari lintasan gravitasi y, oleh karena adanya gaya tarik listrik. Jika butiran mineral tersebut adalah sebuah konduktor, akan mengalami induksi listrik. Muatan -q akan bertambah, tetapi bersamaan dengan itu di ujung lainnya dari butiran mineral akan timbul muatan positif (+q) sebesar pertambahan muatan negative y'. Jadi dalam hal ini, konduktor atau non konduktor dengan muatan yang sama akan melalui lintasan yang sama dengan penyimpangan sebesar ∆x.

GAMBAR 6

BUTIRAN MINERAL BERMUATAN NEGATIF JATUH ANTARA DUA KUTUB

         Keberhasilan pemisahan menggunakan HTS ini harus memperhatikan beberapa faktor yang mempengaruhi, yaitu :

1.   Gaya-gaya yang bekerja dan berpengaruh

a.   Gaya Listrik

Mempengaruhi gerakan mineral bermuatan menuju electrode.

b.   Gaya Image

Mempengaruhi gerakan mineral bermuatan menuju rotor.

c.   Gaya Centrifugal

Mempengaruhi gerakan mineral berukuran tertentu (20-40 mesh) mendekati atau menjauhi rotor.

d.   Gaya Gravitasi

Mempengaruhi gerakan mineral dengan berat jenis tertentu menuju media penampung.

2.   Keadaan Feed

a.   Pengaruh Temperatur

Berhubungan dengan kelembapan udara, jika butiran mineral dalam keadaan lembab, maka mineral tersebut akan cenderung bersifat konduktor dan akan mempengaruhi kualitas perolehan mineral yang dinginkan.

b.   Ukuran Butir

Ukuran butiran mineral berpengaruh pada efek gaya yang terj adi, butiran kasar gaya gravitasi dan centrifugalnya lebih dominant sedangkan butiran lebih halus gaya listrik lebih dominan mempengaruhinya.

c.   Kadar Feed

Pengaruhnya jika variable yang lainnya tetap, dengan masukan kadar feed yang makin besar, maka akan dihasilkan kadasr dan recovery yang besar.

         Dengan mengetahui karakteristik dari butiran mineral dan karakteristik peralatan yang mempengaruhi pemisahan pada HTS, maka hal ini akan sangat membantu dalam keberhasilan proses pemisahan menggunakan HTS. Dalam keadaan pengaturan vartiabel yang tepat seperti diuraikan sebelumnya, mineral bersifat konduktor akan terpisah dengan baik dengan mineral yang bersifat non konduktor. Pada praktek penggunaan HTS akan dihasilkan middling. Midling merupakan hasil dari HTS yang jatuh antara hasil konduktor dan hasil non konduktor, middling dibagi atas :

1.   "Gravitational Midling", terdiri dari butiran mineral yang belum sempat dipengaruhi "corona" atau dipengaruhi medan listrik static.

2.   "Ionicall Charge Midling", terdiri dari butiran mineral yang sudah dipengaruhi "corona", tetapi belurn sempat dipengaruhi oleh medan listrik static dengan sempurna.