Material Balance And Metellurgical Balance.docx

BAB 1 PENDAHULUAN I.

LATAR BELAKANG MASALAH Pengolahan Bahan galian atau Mineral Dressing adalah istilah umum yang biasa dipergunakan untuk proses pengolahan semua jenis bahan galian/mineral yang berasal dari endapan-endapan alam pada kulit bumi, untuk dipisahkan menjadi produk-produk berupa satu macam atau lebih mineral berharga dan sisanya dianggap sebagai mineral kurang berharga, yang terdapat bersama-sama dalam alam. Secara umum Mineral Dressing adalah suatu proses pengolahan bahan galian/mineral hasil penambangan guna memisahkan mineral berharga dari mineral pengotornya yang kurang berharga, yang terdapatnya bersama-sama (gangue mineral). Proses Pengolahan berlangsung secara mekanis tanpa merubah sifat-sifat kimia dan fisik dari mineral-mineral tersebut atau hanya sebagian dari sifat fisik saja yang berubah. Hal ini dapat dilakukan dengan jalan : Memperkecil ukuran bahan atau mineral-mineral tersebut, sehingga terjadi liberasi sempurna dari partikel-partikel yang tidak sejenis satu sama lain. Memisahkan partikel-partikel yang tidak sama komposisi kimianya atau berbeda sifat fisiknya. Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayaguanakan air sebaik-baiknya

II.

RUMUSAN MASALAH a. Apa itu material balance ? b. Apa itu water balance ? c. Apa itu metallurgical balance ? d. Apa itu flowshet dalam pengolahan mineral ?

III.

TUJUAN Tujuan dibuatnya makalah ini yaitu untuk mengetahui definisi, , manfaat, langkahlangkah serta rumus perhitungan dalam material balance dan metalurgical balance.

1

BAB II PEMBAHASAN IV.

MATERIAL BALANCE Untuk mengetahui apakah suatu proses/alur pengolahan berjalan baik atau tidak, dapat dilihat dari distribusi material pada tiap-tiap jalurnya. Evaluasi terhadap alur proses dapat diawali dari neraca bahan. Neraca bahan dapat juga digunakan untuk membuat perancangan alur proses pengolahan termasuk memilih ukuran dan jenis peralatan. Secara garis besar pengolahan bijih dapat dipesentasikan dengan diagram alir. A.

Defenisi material balance Material balance adalah suatu neraca kesetimbangan pada pengolahan bahan galian dimana jumlah partikel umpan yang masuk dalam alat pengolahan hasilnya sama dengan jumlah material yang keluar.

B.

Langkah-langkah perencanaan material balance 1. Membuat semua design tambang dan disposal untuk bisa melihat semua kemungkinan penempatan material. 2. Menghitung volume dari total material yang terambil dengan waste dump yang tersedia, apakah sudah sesuai. 3. Pemilihan looding point dan dump point sesuai rencana dan volume yang diinginkan, di tahap ini dapat ditentukan juga jarak hauling yang diinginkan. 4. Tahap simulasi semua data ,design dan jarak yang disesuaikan dengan rencana yang ada.

C.

Perhitungan material balance Untuk sistem yang kontinu dan keadaan tidak ada akumulasi (penumpukan), maka neraca bahan alur pengolahan dinyatakan sebagai berikut : F = C + T.......................................(1) Keterangan : F = berat material umpan/feed (ton) C= berat konsentrat (ton) T= berat tailing (ton)

2

V.

METALLURGICAL BALANCE A.

Defenisi metallurgical balance Metallurgical balance adalah suatu neraca kesetimbangan bijih dimana jumlah bijih (logam/mineral) yang masuk dalam proses sama dengan jumlah bijih (logam/mineral) yang keluar sebagai produk dari proses.

B.

Perhitungan metallurgical balance Neraca bahan untuk mineral berharga dapat dinyatakan sebagai berikut : Ff = Cc + Tt...........................(2) Keterangan : Ff = kadar umpan (%) Cc = kadar kosentrat (%) Tt = kadar tailing (%)

1.

Nisbah Kosentrasi Nisbah kosentrat adalah perbandingan berat feed dengan berat kosentrat. Berasal dari : Ff = Cc + Tt Ff = Ct + Tt F(f − t) = C(c − t) F c−t = C f−t

2.

C.

Angka Pengolahan (% Recovery) Angka perolehan adalah perbandingan antara logam berharga dalam konsentrat dengan berat logam berharga dalam umpan yang dinyatakan dalam persen (%).

Parameter-parameter dalam perhitungan metellurgical balance Pada pengolahan akan ada mineral berharga yang akan masuk ke jalur tailing atau sebaliknya sejumlah mineral pengotor akan masuk ke dalam kosentrat. Untuk dapat menilai atau mengevaluasi keberhasilan dari pengolahan ini, maka dapat digunakan parameter-parameter berikut ini : 1.

Kadar Kandungan mineral berharga dalam konsentrat. Kadar sebenarnya menunjukkan rasio massa mineral berharga dalam ksentrat dibanding dengan berat konsentratnya.

2.

Rasio konsentrat Menyatakan jumlah umpan yang diperlukan unuk mendapatkan satu ton kosentrat. 3

Rasio konsentrat dihitung dengan : F RK = K 3.

Recovery (R) Menyatakan jumlah atau persentase (%) mineral berharga yang dapat diambil dari um dan masuk ke kosentrat. Nilai ini menunjukkan rasio mineral berharga yang ada dalam konsentrat dibanding mineral berharga dalam bijih. Nilai ini juga menunjukkan effisiensi dari pemisahan. Recovery dihitung dengan : Kk

R = 100 × [ Ff ].............................(3) cara lain mancari nilai Recovery F=K+T Jika ditulis dalam bentuk lain, maka T = F – K , subtitusikan terhadap persamaan 2 (rumus metallurgical balance) Ff = Kk + (F − K)t Ff = Kk + Ft − Kt Ff − Ft = Kk − Kt F(f − t) = K(k − t) K F

=

f−t

....................(4)

k−t

Formula Recovery yang telah dijelaskan sebelumnya adalah : Kk

R = 100 × [ Ff ] dapat ditulis ulang dalam : k f−t R = 100 × ( ) × [ ] f k−t Dari formulanya diketahui bahwa untuk mancari nilai recovery, tidak perlu mengetahui tonase tap jalur produk maupun tonase umpan. Rumus ini dapat mengurangi kesalahan dari data tonase. D.

Contoh penggunaan neraca bahan pada pengolahan bahan galian Pada pabrik pengolahan bijih besi dengan kapasitas 100 ton/jam umpan, mengolah bijih berkadar 45% Fe, dan menghasilkan konsentrat 50 ton/kam dengan kadar 65% Fe. Hitung berapa kehilangan Fe dalam tailing ? Penyelesaian : Total Fe dalam umpan adalah : 100 ton/jam x 0,45 =45 ton/jam Jumlah Fe dalam konsentrat adalah : 50 ton/jam x 0,65 = 32,5 ton/jam  Recovery 4

Jadi recovery Fe adalah : 32,5 R = 100 × ( ) 45 = 72,2% Atau (50 ton⁄jam × 0,65) R = 100 × [ ] = 72,2% (100 ton⁄jam × 0,45) Artinya hanya 72,2% Fe yang dapat diambil dari umpan dan masuk ke konsentrat. Sisanya yang 100% − 72,2% = 27,8%, Fe masuk dalam tailing. Jadi Fe yang masuk tailing adalah : (100 ton⁄jam × 0,45) × 27,8% = 12,5 ton⁄jam atau (100 ton⁄jam × 0,45) − (50 ton⁄jam × 0,65) = 45 ton⁄jam − 32,5 ton⁄jam = 12,5 ton⁄jam Jadi ada 12,5 ton Fe yang hilang ke tailing tiap jamnya.



Rasio konsentrasi

100 ton⁄jam =2 50 ton⁄jam Jadi untuk mendapatkan 1 ton/jam konsentrat dibutuhkan 2 ton/jam umpan atau bijih. RK =

III.

WATER BALANCE A.

Defenisi Neraca Air Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayaguanakan air sebaik-baiknya. Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanam-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiaannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda.

5

B.

Macam-Macam Neraca Air 1.

Model Neraca Air Umum Model ini menggunakan data klimatologis dan bermanfaat untuk mengetahui berlangsungnya bulan-bulan basah ( jumlah curah hujan melebihi air untuk penguapan dari permukaan tanah atau evaporasi maupun penguapan dari sistem tanaman atau transpirasi, penggabungan keduanya dikenal sebagai evapotranspirasi).

2.

Model Neraca Air Lahan Model ini merupakan penggabungan data-data klimatologis dengan data-data tanah terutama data kadar air pada kapasitas dengan datadata tanah terutama data kadar air pada kapasitas lapang (KL), kadar air tanah pada titik layu permanen (TLP), dan air tersdia (WHC= Water Holding Capacity). Kapasitas lapang adalah keadaan tanah yang cukup lembab yang menunjukkan jumlah air terbanyak yang dapat ditahan oleh tanah terhadap gaya tarik gravitasi. Air yang dapat cadangan (change in storage). Nilai perubahan air cadangan ini dapat bertanda positif atau negatif. Konsep neraca air pada dasarnya menunjukkan keseimbangan antara jumlah air yang masuk ke, yang tersedia di, dan yang keluar dari sistem (sub sistem) tertentu. Secara umum persamaan nerca air dirumuskan dengan : I = O ± ∆S I = masukan (inflow) O = keluaran (outflow) Yang dimaksud dengan masukkan adalah semua air yang masuk ke dalam sistem, sedangkan keluaran adalah semua air yang keluar dari sistem. Perubahan tampungan adalah perbedaan antara jumlah semua kandungan air (dalam berbagai sub sistem) dalam satu unit waktu yang ditinjau, yaitu antara waktu terjadinya masukkan dan waktu terjadinya pengeluaran. Persamaan ini tidak dapat dipisahkan dari konsep dasar yang lainnya ( siklus hidrologi) karena pada hakikatnya, masukan ke dalam sub sistem yang ada, adalah keluaran dari sub sistem yang lain dalam siklus tersebut. ditahan tanah tersebut akan terus-menerus diserap akar tanaman atau menguap sehingga tanah makin lama makin kering. Pada suatu saat akar tanaman tidak lagi mampu menyerap airsehingga tanaman menjadi layu Kandungan air pada kapasitas lapang diukur pada tegangan 1/3 bar atau 33 kPa atau pF 2,53 atau 346 cm kolom air itik layu permanen adalah kondisi kadar air tanah dimana akar-kar tanaman tidak mampu lagi menyerap air tanah, sehingga tanaman layu. Tanaman akan tetap layu pada siang atau malam hari. Kandungan air pada titik layu permanen diukur pada tegangan 15 bar atau 1.500 kPa 6

atau pF 4,18 atau 15.849 cm tinggi kolom air. Air tersedia adalah banyaknya air yang tersedia bagi tanaman yaitu selisih antara kapasitas lapang dan titik ayu permanen. 3.

Model Neraca Air Tanaman. Model ini merupakan penggabungan data klimatologis, data tanah, dan data tanaman. Neraca air ini dibuat untuk tujuan khusus pada jenis tanaman tertentu. Data tanaman yang digunakan adalah data koefisien tanaman pada komponen keluaran dari neraca air. Neraca air adalah gambaran potensi darn pemanfaatan sumberdaya air dalam periode tertentu. Dari neraca air ini dapat diketahui potensi sumberdaya air yang masih belum dimanfaatkan dengan optimal. Secara kuantitatif, neraca air menggambarkan prinsip bahwa selama periode waktu tertentu masukan air total sama dengan keluaran air total ditambah dengan perubahan air hujan atau irigasi (mungkin dengan tambahan aliran permukaan yang masuk ke petak atau run-on dan pembagiannya menjadi infiltrasi dan limpasan permukaan (dan/atau genangan di permukaan) dalam skala waktu detik sampai menit. Infiltrasi kedalam tanah dan drainasi (pematusan) dari dalam tanah melalui lapisan- lapisan dalam tanah dan/atau lewat jalan pintas seperti retakan yang dinamakan by-pass flow dalam skala waktu menit sampai jam. Drainasi lanjutan dan aliran bertahap untuk menuju kepada kesetimbangan hidrostatik dalam skala waktu jam sampai hari pengaliran larutan tanah antara lapisan-lapisan tanah melalui aliran massa (mass flow) Penguapan atau evaporasi dari permukaan tanah dalam skala waktu jam sampai hari. Penyerapan air oleh tanaman dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi sebagian besar terjadi pada siang hari ketika stomata terbuka. Kesetimbangan hidrostatik melalui sistem perakaran dalam skala waktu jam hingga hari, tetapi hampir semua terjadi pada malam hari pada saat transpirasi nyaris tidak terjadi. Pengendali hormonal terhadap transpirasi (memberi tanda terjadinya kekurangan air) dalam skala waktu jam hingga minggu Perubahan volume ruangan pori makro (dan hal lain yang berkaitan) akibat penutupan dan pembukaan rekahan.

C.

Manfaat Neraca Air Manfaat Neraca Air Manfaat secara umum yang dapat diperoleh dari analisis neraca air antara lain:

7

D.

E.

IV.

1.

Digunakan sebagai dasar pembuatan bangunan penyimpanan dan pembagi air serta saluran-salurannya. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulan-bulan yang defisit air.

2.

Sebagai dasar pembuatan saluran drainase dan teknik pengendalian banjir. Hal ini terjadi jika hasil analisis neraca air didapat banyak bulanbulan yang surplus air.

3.

Sebagai dasar pemanfaatan air alam untuk berbagai keperluan pertanian seperti tanaman pangan hortikultura, perkebunan, kehutanan hingga perikanan.

Komponen Neraca Air Dalam menghitung neraca air ada beberapa komponen yang perlu di perhatikan,antara lain 1.

Kapasitas menyimpan air (jumlah ruang pori)

2.

Infiltrasi Run off

3.

Evapotranspirasi

4.

Curah hujan

5.

Jenis vegetasi

Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu. Semakin cepat siklus hidrologi terjadi maka tingkat neraca air nya semakin dinamis Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanah tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda

FLOWSHEET DALAM PENGOLAHAN MINERAL Proses pemisahan dilakukan secara mekanis dengan memanfaatkan perbadaan sifat-sifat fisik mineral yang akan dipisah. Adapun sifat-sifat fisik yang dimiliki oleh mineral adalah sifat kemagneta, kelistrikan/konduksitivitas, density, sifat permukaan, tekstur dan warna. Beberapa bahan galian dalam pemanfaatannya tidak selalu memerlukan pemisahan. Bahan galian industru dalam pemanfaatannya hanya melalui proses pengecilan ukuran dan pengayakan. Namun untuk bijih-bijih yang berkadar 8

rendah, misal bisih yang berkadar Fe 45%. Bijih besi tersebut harus melalui proses pemisahan untuk meningkatkan kadar Fe, agar sesuai dengan persyaratan proses ekstraksi. A.

Pengelompokan Bahan Galian Berdasarkan aplikasi di industri dan pemanfaatannya, bahan galian dapat dibedakan menjadi 3 kelompok : 1.

Bijh (ore) Bijih/ore yaitu bahan galian yang mengandung mineral tertentu dengan kadar yang cukup untuk ditambang dan diolah atau diekstrak metalnya sehingga memberikan keuntungan. Mineral yang logamnya diekstrak disebut sebgai mineral bihi (ore mineral), sedangkan mineral lainnya disebut sebagai mineral gangue (mineral tak berharga).

2.

Bahan Bakar (fuel) Bahan bakar/fuel yaitu bahan galian yang dimanfaatkan sebagai energi seperti batubara dan minyak bumi.

3.

B.

Bahan Galian Industri (non metalic mineral) Bahan galian industru atau non metalic mineral merupakan bahan galian yang dimanfaatkan karena memiliki sifat-sifat fidik/mekanik tertentu seperti kekuatan, kehalusan dan keindahan.

Jenis/ Tipe Mineral Jenis atau tipe mineral berdasarkan komposisi alamiah : 1.

Native Metal dalam bijih berbentuk unsur Au, Cu

2.

Sulfida Mineral bijih berkomposisi sulfida, Chacopyrite (CuFeS2), Galena (PbS), Sfalerit (ZnS).

3.

Oksida Mineral bijh berkomposisi oksida, karbonat, sulfat, silikat, hematite (Fe2O3), garnirit (H2(NiMg)SiO4, azurit (2CuCO3.Cu(OH)2.

4.

Komplek Bijih lebih dari satu mineral berharga. Bijih sulfida, galena, chalcopyrite, sfalerit, bijih komplek sulfida Pb, Cu, Zn.

9

BAB III PENUTUP I.

Kesimpulan Untuk mengetahui apakah suatu proses/alur pengolahan berjalan baik atau tidak, dapat dilihat dari distribusi material pada tiap-tiap jalurnya. Evaluasi terhadap alur proses dapat diawali dari neraca bahan. Neraca bahan dapat juga digunakan untuk membuat perancangan alur proses pengolahan termasuk memilih ukuran dan jenis peralatan. Secara garis besar pengolahan bijih dapat dipesentasikan dengan diagram alir. Neraca air (water balance) merupakan neraca masukan dan keluaran air disuatu tempat pada periode tertentu, sehingga dapat untuk mengetahui jumlah air tersebut kelebihan (surplus) ataupun kekurangan (defisit). Kegunaan mengetahui kondisi air pada surplus dan defisit dapat mengantisipasi bencana yang kemungkinan terjadi, serta dapat pula untuk mendayaguanakan air sebaik-baiknya.Kesetimbangan air dalam suatu sistem tanam-tanaman dapat digambarkan melalui sejumlah proses aliran air yang kejadiaannya berlangsung dalam satuan waktu yang berbeda-beda. Hubungan Neraca Air dengan Siklus Hidrologi Dalam konsep siklus hidrologi bahwa jumlah air di suatu luasan tertentu di permukaan bumi dipengaruhi oleh besarnya air yang masuk (input) dan keluar (output) pada jangka waktu tertentu.

II.

Saran

10