11

BAB IPENDAHULUAN

1.1 Latar BelakangPengolahan bahan galian atau pengolahan mineral adalah suatu proses memisahkan mineral berharga dari zat pengotornya. Pengolahan mineral memanfaatkan perbedaan-perbedaan sifat fisik dari bahan galian untuk memperoleh produk yang diinginkan. Salah satu metode pada proses pemisahan mineral berdasarkan sifat kimia fisika permukaannya adalah Flotasi..1.2 Tujuan PenulisanSecara terperinci, tujuan penulisan makalah ini antara lain :a. Memenuhi tugas mata kuliah pengolahan mineral.b. Mengetahui cara pengolahan mineral, yaitu Flotasi.

1.3 Perumusan MasalahAtas dasar penentuan latar belakang serta tujuan penulisan, maka penulis mengambil beberapa perumusan masalah sebagai berikut :1. Apa yang dimaksud dengan Flotasi?2. Bagaimana mekanisme proses Flotasi?3. Apa saja reagen-reagen yang digunakan dalam Flotasi?

1.4 Batasan MasalahPenulis membataskan pembahasan pada tahapan-tahapan konsentrasi dengan metode pemisahan mineral berdasarkan sifat permukaannya, yaitu Flotasi.

BAB IIPEMBAHASAN

2.1 Definisi FlotasiFlotasi merupakan metode pemisahan mineral berdasarkan sifat permukaannya. Metode ini didasarkan pada dua sifat permukaan yang dimiliki mineral yaitu hidrofobik dan hidrofilik. Hidrofobik adalah sebutan untuk mineral yang tidak suka pada air, sedangkan hidrofilik adalah sebutan untuk mineral yang suka terhadap air. Partikel mineral yang memiliki sifat hidrofobik akan berikatan dengan gelembung udara sehingga mineral tersebut akan mengapung ke permukaan air dan terpisah dengan mineral hidrofilik.

2.2 Mekanisme FlotasiProses flotasi dapat dibedakan menjadi dua jenis, yaitu Directional Flotation dan Reverse Flotation. Directional Flotation adalah proses flotasi dimana mineral berharga akan terangkat ke atas membentuk buih yang mengapung di permukaan pulp. Sedangkan yang dimaksud dengan Reverse Flotation adalah proses flotasi yang mengapungkan mineral pengotor (gangue). Secara umum, proses flotasi melibatkan tiga jenis fase, yaitu cair (sebagai media), padat (sebagai partikel mineral) dan gas (gelembung udara).

Gambar 2.1 Proses Flotasi

Berikut adalah langkah-langkah dalam melakukan proses flotasi :1. LiberasiAgar mineral terliberasi, maka perlu dilakukan proses crushing atau grinding yang diteruskan dengan pengayakan atau classifying. Ini dimaksudkan agar ukuran butir mineral dapat seragam sehingga proses akan lebih sukses. Setelahnya, dilakukan analisis derajat liberasi dan kadar dari mineral tersebut. 2. ConditioningMerupakan pembuatan pulp yang nantinya dapat langsung dilakukan flotasi. Preparasi ini sebaiknya disesuaikan dengan liberasi dalam proses basah. Pada tahap pengkondisian, reagen yang diberikan adalah modifier, collector dan frother. Pada pembahasan selanjutnya akan dijelaskan mengenai reagen-reagen yang digunakan dalam proses flotasi.3. Proses FlotasiProses ini ditandai dengan munculnya gelembung-gelembung udara di permukaan air.

Mekanisme penempelan mineral dengan gelembung udara :1. Tahap pertama, gelembung udara dan mineral akan saling mendekat. Kemudian terbentuk lapisan tipis diantara keduanya. Partikel mineral bergerak sesuai dengan hukum hidrodinamika, yaitu hukum yang mengatur persamaan-persamaan dasar fluida kontinyu berbasis hukum-hukum Newton.2. Tahap kedua adalah mineral dan gelembung udara bergerak semakin mendekat. Hal ini mengakibatkan lapisan tipis air atau yang disebut dengan water film menjadi semakin tipis dan kemudian pecah.3. Hilangnya lapisan tipis tersebut diikuti dengan terjadinya penempelan mineral dengan gelembung udara. Proses penempelan ini diawali dengan terbentuknya kontak tiga fasa yang dengan cepat meluas dan stabil.Terdapat tiga macam gaya yang terjadi saat proses penempelan mineral dengan gelembung udara, yaitu :a. Gaya tarik menarik antar molekul, gaya van der Waals.b. Gaya elektrostatik yang timbul dari tarik menarik antara double layer di air dengan mineral.c. Hidrasi dari mineral hidrofilik.

Gambar 2.2 Skematika Tegangan

Kesetimbangan tiga fasa dapat dinyatakan pada persamaan berikut :Tsg = Tsa + Tag cos (1)sehingga menjadi (Tsg Tsa)/Tag = cos ........................................ (2)Keterangan :Tsg : tegangan permukaan antara mineral dengan gelembungTsa : tegangan permukaan antara mineral dengan airTag : tegangan permukaan antara air dengan gelembung : sudut yang terbentuk antara oermukaan mineral dengan gelembung (sudut kontak)Sudut kontak yang baik sekitar 60o 90o, berarti usaha adhesinya besar sehingga udara dapat menempel pada permukaan mineral yang mengakibatkan mineral dapat mengapung. Sudut kontak merupakan sudut yan dibentuk antara gelembung udara dengan mineral pada suatu titik singgung. Sudut kontak mempengaruhi daya kontak antara bijih dengan gelembung udara. Untuk melepaskan gelembung dan mineral dibutuhkan usaha adhesi (Wum). Selanjutnya ada yang disebut dengan energi antarmuka dan perubahannya. a. Energi bebas sistem sebelum gelembung udara dan mineral menyatu (W1)b. Energi bebas sistem setelah gelembung udara dan mineral bergabung (W2)c. Gelembung dan mineral akan menempel jika terjadi penurunan energi. Atau bisa dikatakan jika W2 < W1Perubahan energi antarmuka setelah terjadinya penempelan mineral dengan gelembung udara adalah sebagai berikut :W1 = AagTag + Asa + Tsa ... (3)W2 = (Aag Asg) Tag + AsgTsg + (Asa - Aag) Tsa ...... (4)W > 0 atau W = W1 W2 = Tag + (Tsa-Tsg) ........ (5)W = Tag (1 cos ) (6)

2.3 FlotabilityYang dimaksud dengan flotability yaitu kemampuan suatu mineral untuk dapat mengapung yang ditentukan oleh tendensi dari partikel mineral untuk melekat atau menempel pada gelembung udara. Oleh karena itu, hal ini bergantung pada sifat permukaan mineral dimana terdapat selaput tipis yaitu gelembung udara yang disebut Forth dan kemudian dikenal sebagai proses Forth Flotation. Forth Flotation adalah proses flotasi yang menggunakan buih atau gelembung udara. Dalam proses ini perlu diketahui sifat-sifat dari forth, antara lain :a. Stabilitas forthb. Elastisitas forthc. Besar kecilnya forth

Sifat-sifat tersebut bergantung pada permukaan mineral atau tegangan permukaan. Dalam prakteknya, mineral dapat dibedakan menjadi :a. Mineral dengan permukaan polar, yaitu mineral-mineral yang mudah dibasahi oleh air atau dikatakan wetable/non floatable. Mineral ini memiliki sifat hidrofilik.b. Mineral non polar, yaitu mineral yang tidak mudah dibasahi oleh air atau dikatakan non wetable/floatable. Mineral ini memiliki sifat hidrofobik.Dapat mengapung atau tidaknya mineral bergantung pada :a. Tegangan permukaan udara dengan airb. Tegangan permukaan mineral dengan airc. Tegangan permukaan mineral dengan udara

Ukuran partikel yang semakin besar awalnya menaikkan laju konstanta flotasi secara perlahan, tetapi setelah mencapai puncak (batasan maksimum ukuran partikel), laju konstanta flotasi turun secara drastis. Hal ini dikarenakan derajat liberasi yang berkurang dari mineral menurunkan kemampuan bubble untuk mengangkat partikel yang kasar (coarse).

Gambar 2.2 Forth Flotation

2.4 Macam-macam sel FlotasiSel flotasi berfungsi untuk menerima pulp dan melakukan proses flotasi. Jenis sel flotasi yang dibagi berdasarkan pemasukan udara yaitu :

1. Agitation CellAlat ini jarang digunakan karena adanya perkembangan dengan telah ditemukannya sub aeration cell. Udara masuk ke dalam sel flotasi karena pengaruh dari putaran pengaduk.2. Sub Aeration CellUdara masuk akibat hisapan putaran pengaduk. Alat ini paling praktis sehingga banyak digunakan.3. Pneumatic CellUdara langsung dihembuskan ke dalam sel. Namun alat ini jarang digunakan.4. Vaccuum and Pressure CellUdara masuk karena tangki dibuat vakum oleh pompa penghisap dan udara dimasukkan oleh pompa injeksi.5. Cascade CellUdara masuk karena jatuhnya mineral. Namun syarat sel ini adalah :a. Pulp tidak mengalami pengendapan.b. Ada pengatur tinggi pulp.c. Ada daerah yang relatif tenang sehingga butiran yang menempel pada gelembung udara mudah naik ke permukaan.d. Konstruksi dibuat sehingga tidak terjadi short circuit.e. Memiliki resirkulasi dan pengeluaran middling.f. Harus mempunyai penerimaan pulp dan pengeluaran buih yang banyak.g. Memiliki permukaan bebas untuk gelembung-gelembung yang sudah mengandung mineral sehingga tidak mempengaruhi agitasi.h. Dilengkapi dengan pengeluaran forth.

2.5 Reagen yang digunakan dalam FlotasiProses flotasi dapat berlangsung optimal bergantung dari reagen-reagen yang digunakan. Reagen-reagen yang digunakan juga beragam tergantung dari mineral yang ingin diperoleh. Reagen reagen yang digunakan tersebut memiliki masing-masing kegunaan ataupun saling melengkapi antar reagen. Berikut kegunaan masing-masing reagen yang digunakan :

a. Collector Collector adalah senyawa yang dapat menyebabkan pemukaan mineral menjadi suka udara (hidrofobik). Collector biasanya merupakan mineral organik heteropolar, mengandung gugus polar dan non-polar. Gugus non-polar cenderung bersifat hidrofobik dan akan menempel pada gelembung udara, sedangkan gugus polar akan menempel pada partikel solid tertentu sehingga partikel solid tersebut ikut terapung bersama gelembung udara.

b. FrotherFrother adalah senyawa yang dapat menurunkan tegangan permukaan gelembung, sehingga tidak mudah pecah. Frother yang efektif biasanya mengandung setidaknya 5 atom karbon dalam rantai utamanya. Ketika permukaan partikel telah menjadi hidrofobik, partikel tersebut harus mampu menempel pada gelembung udara yang disuntikkan (aerasi). Namun muncul masalah ketika gelembung gelembung tersebut tidak stabil dan mudah pecah akibat tumbukan dengan partikel padat, dinding sel dalam gelembung-gelembung lain. Oleh karena itu perlu adanya penambahan material ke dalam pulp yang dapat menstabilkan gelembung udara. Material yang ditambahkan tersebut dikenal dengan frother.c. ModifierAdalah beberapa jenis reagen yang ditambahkan untuk mengoptimalkan proses flotasi. Modifier itu sendiri terdiri dari beberapa jenis reagent tertentu, yaitu : 1. Aktivator, adalah reagen yang ditambahkan untuk menambah interaksi antara partikel mineral dengan collector.2. Dispersant, adalah reagen yang digunakan untuk mencegah terjadinya penggumpalan antara partikel mineral sehingga menambah sifat hidrofobik ke partikel mineral lain yang tidak diinginkan.3. Depresant, adalah reagen yang ditambahkan untuk membentuk lapisan polar yang membungkus partikel mineral sehingga menambah sifat hidrofobik ke partikel mineral lain yang tidak diinginkan.4. pH Regulator, adalah reagen yang digunakan untuk mengontrol pH karena sifat hidrofobik akan berlangsung optimal pada range pH tertentu.

2.6 Faktor-Faktor yang Mempengaruhi FlotasiFaktor- faktor yang mempengaruhi flotasi adalah ukuran partikel, pH larutan , surfaktan, dan bahan kimia yang lain, misalnya koagulan. Ukuran partikel yang besar membuat partikel tersebut cenderung untuk mengendap sehingga susah untuk terflotasi. Sedangkan pH yang tinggi partkel cenderung mengendap. Fungsi surfaktan adalah kolektor yang merupakan reagen yang memiliki gugus polar dan gugus non polar sekaligus. Kolektor akan mengubah sifat partikel dari hidrofilik menjadi hidrofobik. Sedangkan penambahan koagulan dapat mengakibatkan ukuran partikel-partikel menjadi lebih besar. Faktor lain yang mempengaruhi flotasi adalah laju udara yang berfungsi sebagai pengikat partikel yang memiliki sifat permukaan hidrofobik, persen padatan, untuk flotasi pada partikel kasar dapat dilakukan dengan persen padatan yang besar demikian sebaliknya, besar laju pengumpanan yang berpengaruh terhadap kapasitas dan waktu tinggal. Laju udara pembilasan yang berfungsi untuk mengalirkan konsentrrat ke dalam lounder. Ketebalan lapisan buih dan ukuran gelembung udara juga mempengaruhi flotasi.

BAB IIIKESIMPULAN

Berdasarkan pembahasan di bab sebelumnya, maka dapat di ambil kesimpulan bahwa :1. Flotasi merupakan metode pemisahan mineral berdasarkan sifat kimia dan fisika dari permukaannya.2. Berdasarkan sifat permukaan mineral terhadap air maka mineral dapat diklasifikasikan menjadi dua yaitu mineral hidrofilik atau yang suka dengan air dan mineral hidrofobik atau mineral yang tidak suka dengan air.3. Gaya-gaya yang bekerja pada Flotasi antara lain gaya Van der Waals, gaya elektrostatik dan hidrasi dari mineral hidrofilik. 4. Mampu atau tidaknya mineral untuk mengapung bergantung pada tegangan permukaan mineral dengan gelembung udara, tegangan permukaan mineral dengan air dan tegangan permukaan air dengan gelembung udara.5. Dalam pemisahan mineral hal terpenting yang harus diperhatikan adalah mineral harus terliberasi sempurna. Reagen-reagen yang digunakan dalam flotasi seperti collector, frother dan modifier.6. Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap flotasi adalah ukuran partikel, pH larutan, surfaktan dan laju udara.

DAFTAR PUSTAKA

http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/pemisahan-secara-flotasi/mekanisme-pemisahan-mineral-dalam-sel-flotasi/http://ardra.biz/sain-teknologi/mineral/pengolahan-mineral/pemisahan-secara-flotasi/http://avissz.wordpress.com/2011/03/01/forth-flotation/http://dunia-atas.blogspot.com/2012/05/tahapan-dalam-pengolahan-bahan-galian.htmlhttp://faraland.wordpress.com/2011/06/07/ekstraksi-part-1/http://iptekduniapertambangan.blogspot.com/2011/12/flotasi-dalam-pertambangan.htmlhttp://rizkimartarozi.blogspot.com/2011/04/flotasi_18.htmlhttp://susijhr.blogspot.com/2011/12/pengolahan-mineral.htmlhttp://tambangunhas.wordpress.com/tag/pengolahan-bahan-galian/http://www.geschool.net/witomalik/blog/pengolahan-mineral