Test metalurgi - uji pengendapan

TES METALURGI PENGENDAPAN LUMPUR

Bismillah..

Ditulis oleh : Nizar A K

Pada kesempatan kali ini, kita akan membahas tentang salah satu uji metalurgi yang sering dilakukan terutama di pabrik pengolahan mineral yang menggunakan alat thickener sebagai salah satu peralatan pabriknya. Uji metalurgi yang akan kita bahas kali ini ada uji pengendapan atau settling test.

DEFINISI

Settling test atau test pengendapan adalah 
salah satu uji metalurgi yang dilakukan terhadap material lumpur dengan kandungan %solid tertentu menggunakan alat  gelas ukur (biasanya ukuran 1000 ml). Tujuannya adalah melihat perilaku pengendapan suatu material lumpur pada alat thickener.

Alat thickener adalah suatu alat yang berfungsi untuk mengendapkan material lumpur dari %solid awal tertentu menjadi material endapan yang memiliki %solid lebih tinggi . Kelebihan air dari lumpur yang mengendap akan berada di lapisan atas (overflow) dan biasanya akan direcycle untuk memenuhi kebutuhan air pada proses yang lain. Sementara bagian lumpur yang mengendap (underflow) dan memiliki %solid yang lebih tinggi akan dipompa keluar dari thickener menuju tahapan proses selanjutnya.

Percobaan settling test (sumber journals.plos.org)

Alat thickener. (sumber www.911metallurgist.com)

APLIKASI

Aplikasi dari settling test terutama berkaitan dengan fungsinya untuk melihat performa pengendapan lumpur di dalam alat thickener pada pabrik pengolahan. Dapat kita jabarkan dalam beberapa point sebagai berikut:

• Mengukur seberapa cepat laju pengendapan suatu lumpur. Diukur dalam satuan m/s.  
• Mengamati kekompakan (compaction) material lumpur hasil endapan.
• Secara sederhana dapat digunakan untuk menghitung diameter thickener yang dibutuhkan oleh suatu pabrik pengolahan.
• Sebagai tolak ukur untuk melihat pengaruh dari parameter pabrik lainnya terhadap laju pengendapan lumpur. Parameter pabrik yang dimaksud contohnya antara lain  jenis bijih yang diolah, tipe flokulan yang digunakan, dosis flokulan, %solid lumpur di feed well thickener, pH lumpur.

PROSEDUR KERJA

Bentuk alur kerja untuk settling test dapat kita tampilkan dalam bagan sebagai berikut: 

• Sebagai data tambahan, uji viskositas juga dapat diterapkan pada lumpur hasil pengendapan. Endapan lumpur dengan viskositas yang lebih rendah biasanya lebih disukai pada proses pengolahan mineral karena alasan kemudahan handling pada pemompaan maupun agitasi pada tanki lumpur di sirkuit pelindian. 

CONTOH DATA SETTLING TEST

Berikut ini adalah contoh data dari hasil settling test pada suatu pabrik pengolahan mineral untuk suatu sampel bijih dengan menggunakan tipe flokulan yang berbeda pada dosis injeksi flokulan 10 dan 15 gram flokulan per ton bijih. Test dilakukan pada kondisi %solid lumpur sebesar 12 dan 14%

Flocculant Type	Sample (gr)	% Solid slurry	Settling time (sec)		Slurry Height ml (after 30 min)		Slurry Height ml (after 60 min)		Slurry Viscosity (60 min)
			Dose 10 g/t	Dose 15 g/t	Dose 10 g/t	Dose 15 g/t	Dose 10 g/t	Dose 15 g/t	Dose 10 g/t	Dose 15 g/t
AA	129,6	12	24	21	196	198	188	193	1632	894
BB	129,6	12	18,5	11	198	200	190	196	1206	1305
CC	129,6	12	10,5	9,5	200	205	198	205	918	1056
AA	153,2	14	35,5	25	230	230	218	220	1908	1071
BB	153,2	14	26	16	232	235	223	225	1494	993
CC	153,2	14	21,5	13,5	235	237	229	232	1245	999

Dari data di atas, kita dapat membuat grafik perbandingan laju settling rate, % solid endapan lumpur dan nilai viskositas endapan lumpur antara ketiga produk flokulan sebagaimana contoh berikut:

Dari interpretasi grafik di atas kita dapat membedakan kinerja dari tiap-tiap jenis flokulan. Dari sisi laju pengendapan, flokulan CC memiliki kecepatan pengendapan yang paling tinggi. Flokulan jenis ini cocok untuk operasional thickener pada laju tonase tinggi atau untuk menghemat pemakaian flokulan di sirkuit. Akan tetapi kekurangannya adalah %solid endapan yang dihasilkan lebih rendah. Ini biasanya berhubungan dengan bentuk partikel hasil flokulasi yang lebih besar. Partikel yang lebih besar menghasilkan laju pengendapan yang lebih tinggi namun menyisakan banyak rongga pada endapan lumpur yang terbentuk. Demikianlah, masing-masing memiliki nilai plus-minus dan  pemilihan produk yang terbaik tergantung dari kebutuhan utama suatu pabrik pengolahan.

PERHITUNGAN KAPASITAS THICKENER

Selain untuk menguji performa dari produk flokulan yang digunakan, data hasil settling test juga dapat digunakan untuk menghitung besar diameter thickener yang dibutuhkan untuk suatu proses pengolahan. 

Catatan: metode perhitungan yang akan kita gunakan kali ini adalah metode yang sangat sederhana namun dapat dijadikan sebagai acuan dasar untuk penentuan kapasitas thickener. Untuk aplikasi lapangan tentunya dibutuhkan pertimbangan teknis lainnya dikarenakan banyak faktor lainnya yang menentukan performa dari alat thickener.

Kita ambil contoh data dari flokulan tipe AA yang ditest pada kondisi %solid lumpur 12 dan 14% sebagai berikut:

Flocculant Type	Sample (gr)	% Solid slurry	Settling time (sec)		Settling rate (m/hr)
			Dose 10 g/t	Dose 15 g/t	Dose 10 g/t	Dose 15 g/t
AA	129,6	12	24	21	16,5	18,9
AA	153,2	14	35,5	25	11,2	15,8

• Untuk kondisi percobaan %solid lumpur sebesar 12%, maka berat bijih kering (ton) per m3 lumpur (ton/m3)  dapat dihitung sbb:

Asumsi SG bijih = 2.6

SG lumpur dengan kandungan 12% solid adalah: 

100 / (12/2.6 + (100-12)) = 1,08 t/m3

Berat 1m3 lumpur dengan kandungan 12% solid = 1,08  t/m3 x 1 m3 = 1,08 ton

Berat bijih kering dalam 1m3 lumpur dengan kandungan 12% solid = 12% x 1,08 ton = 0,13 ton bijih per m3 lumpur

Dengan asumsi target dosis flokulan pada pengoperasion thickener adalah sebesar 10-15 gr/t, maka untuk lumpur kandungan 12% solid, nilai rata-rata settling rate berdasarkan hasil test adalah 17,7 m/jam.

Dari kedua data di atas, kapasitas pengendapan thickener (settling flux) adalah :

0,13 t/m3 x 17,7 m/jam = 2,3 ton/m2/jam. Dimana m2 disini menunjukkan area permukaan thickener.

Sebagai contoh, tonase bijih pabrik pengolahan adalah sebesar 450 ton per jam, maka luas area thickener yang dibutuhkan adalah:

= 450 (ton/jam) / 2,3 (ton/m2/jam) 

= 195,65 m2

atau dibutuhkan thickener dengan ukuran diameter 15,78 m.

• Adapun untuk kondisi percobaan %solid lumpur sebesar 14%, dengan perhitungan yang sama akan diperoleh kebutuhan luas area thickener sebesar 256,4 m2 atau ukuran diameter 18,07 m.

Perhatikan !!

Bahwa semakin tinggi %solid lumpur pada umpan thickener, maka semakin besar juga kapasitas thickener yang dibutuhkan (kebutuhan diameter semakin besar). Ini disebabkan semakin tinggi kandungan padatan dalam lumpur, maka proses pengendapan akan semakin sulit dikarenakan interaksi antar partikel yang semakin padat. Hal ini dapat dilihat juga dari angka settling rate hasil percobaan yang semakin rendah pada %solid lumpur yang lebih tinggi. Oleh karena itulah, suplai air dilusi pada bagian feed well thickener umumnya menjadi salah satu point yang penting dalam menjaga performa dari thickener. Semakin banyak air dilusi yang disuplai ke feed well thickener, maka semakin rendah %solid lumpur pada area tersebut yang dapat berkontribusi untuk mempermudah proses pengendapan partikel.