PENGOLAHAN BATUBARA
5.2. KONSENTRASI GRAVITASI
5.2.1. Dense Medium Separation
Operasi pencucian batubara dengan dense medium dilakukan dengan mencelupkan batubara mentah ke dalam media yang berat jenisnya terletak diantara berat jenis batubara bersih dan berat jenis impurities yang lebih berat Dense medium separation yang beroperasi secara komersial menggunakan suspensi padatan di dalam air untuk mengolah batubara mulai dari ukuran 0.5 mm sampai berukuran 150 mm. Partikel berukuran lebih besar dari 6 mm biasanya diolah dengan static dense medium separator (dense medium vessels atau dense medium baths), sedangkan yang berukuran mulai 0,5 mm sampai 40 mm diolah dalam separator yang menerapkan gaya centrifugal ( dense medium cyclone). Contoh dense medium bath seperti terlihat pada Gambar 5.6 – 5.10 adalah Chance Cone separator, Barvoys Separator Bath, Tromp Static Bath, Wemco Separating Bath dan Drewboy Separating Bath. Sementara itu contoh dense medium cyclone seperti terlihat pada Gambar 5.11 – 5.15 adalah DSM Cyclone Separator, Bretby Vorsyl Separator, Dynawhirfpool Separator, Larcodems dan Triflo Separator.
Karakteristik yang diinginkan dari media pemisah adalah (1) Murah
(2) Stabil selama operasi pencucian (3) Inert
(4) Viskositas rendah pada kondisi operasi dan (5) Mudah di recover kembali setelah dipakai.
Padatan dengan berat jenis tinggi seperti magnetit (b.j. 5) dan barit (b. j. 4.4) banyak dipakai sebagai media walaupun menghasilkan suspensi yang kurang stabil tetapi sangat bermanfaat untuk menghasilkan suspensi dengan berat jenis sampai 2.0. Kestabialan dari suspensi sebagian dapat diperbaiki denngan menambahkan lempung sampai 10%, yang dapat mengecilkan kecepatan pengendapan suspensi sampai 50%.
Efisiensi operasi static dense medium separation Ep = 0.025 dan untuk dense medium cyclone 0.035.
Gambar 5.6 Change Cone Separator
Gambar 5.7
Barvoys Separating Bath
Gambar 5.8 Tromp Static Bath
Gambar 5.9
Wemco Separating Baths
Gambar 5.10
Drewboy Separating Bath
Gambar 5.11 DSM Cyclone Separator
Gambar 5.12 Bretby Vorsyl Separator
Gambar 5.13 Dynawhirlpool Separator
Gambar 5.14 Larcodems
Gambar 5.15 Tri – Flo Separator
5.2.2. Jigging
Jigging adalah proses stratifikasi partikel yang menghasilkan lapisa-lapisan dngan berat jenis partikel makin membesar dari atas kebawah oleh suatu gerakan bolak-balik fluida, ia dapat mengolah batubara kelemahan dari jigging.
1. Efisiensi pemisahan tidak sebaik dense medium separation.
2. Berat jenis pemisahan (cut point) tidak terkendali sampai ke batas yang kecil, misalnya jigging dengan umpan 15 cm-0, akan dipisahkan menurut berat jenis pemisah.
Ukuran Cut point Selang Cp Ep
15 cm – 5 cm 5 cm – 2.5 cm 2.5 cm – 12.5 mm 12 mm – 1 mm 1 mm – 0.25 mm 1.5 1.6 1.7 1.8 1.9 1.45 – 1.55 1.55 – 1.65 1.65 – 1.75 1.75 – 1.85 1.85 – 1.95 0.09 0.12 0.14 0.18 0.25
Jig yang umumnya dipakai ialah Baum jig dengan berbagai variasinya. Batas jig juga banyak dipakai. Jig bekerja dengan dasar sederhana dengan 3 mekanisme pemisahan yaitu percepatan awal yang hanya tergantung pada berat jenis partikel, hindered settling classification dan consolidation trickling tergantung pada ukuran berat jenis dan bentuk partikel. Gerakan yang besar, mula-mula dipengaruhi oleh percepatan awal, diikuti hindered settling sedangkan partikel halus disamping dipengaruhi oleh percepatan awal dan hindered settling gerakannya berlanjut dengan consolidation trickling, sehingga akhirnya partikel halus berat berada di lapisan paling bawah. Mekansme ini muncul karena adanya gerakan bolak-balik vertikel dari air. Hasil akhir dipengaruhi oleh faktor alat (panjang pukulan jig, frequency, cara mengeluarkan buangan, pengendalian air) dan karakteristik batubara (washability, distribusi ukuran, jumlah buangan)
Tidak ada pemisahan sempurna yangn terjadi pada jigging, karena sifat gerakan acak dari partikel ketika membentuk lapisan, dan terganggunya lapisan yang terbentuk sebagai akibat pengeluaran produk.
Ada 4 unsur pada siklus udara yang akan menimbulkan gerakan bolak-balik vertikal (lihat Gambar 5.16)
Gambar 5.16
Elemen-elemen Siklus Baum Jig
(1) Katup udara terbuka, udara tekan masuk dan segera menciptakan aliran vertikal kearah atas.
(2) Pemuaian ; ini adalah waktu antara berhentinya supply udara hingga ia keluar dari ruang udara masuk ke atmosfer. Selama masa ini tinggi air pada komportemen pencucian lebih tinggi dari yang ada diruang udara, dan dilasi terhenti sementara.
(3) Pengeluaran, ini adalah masa pengeluran udara dari ruang udara yang terjadi setelah katup dibuka, diikuti turunnya tekanan di dalam ruang. Tinggi air pada komponen pencucian turun karena air kembali masuk ruang udara, menghasilkan gerakan hisap (suction). Selama masa ini terjadi stratifikasi dari partikel-partikel yang ada di dalam kompartemen pencucian.
(4) Lap atau compression, waktu ketika katup dibuka dan tekanan udara di dalam ruang berubah dari 1 atmosfer menjadi sama dengan tekanan udara tekan yang masuk. Ini adalah saat akan memulai siklus baru dan bed yang terbentuk masih kompak.
Box pencucian berupa saluran berisi air yang penampangnya berbentuk U (Gambar 5.17). Saluran ini terbagi dua bagian, satu bagian tertutup tempat terpasangnya katup udara dan pada bagian lain ditutup dengan plat saringan. Pada daerah inilah terjadi proses pencucian batubara. Material buangan dikeluarkan dari dasar lapisan bed dengan bucket elevator. Laju pengeluaran material buangan
harus dikendalikan dengan teliti untuk memelihara ketebalan yang konstan dan ini dilakukan secara otomatic oleh system.
Gambar 5.17 Original Baum Jig
Ada beberapa tipe Baum jig misalnya yang dirancang untuk mengolah partikel kecil, misalnya ½ - 0. Rancangan umumnya sama seperti di atas, tetapi meggunakan alas jig (ragging) dari feldspar.
Box pencuci dapat berukuran sampai 30 ft x 10 ft (daerah pencucian) dan kapasitas dapat sampai 500 t/jam pada ukuran ini.
Gambar 5.18
Faktor-faktor yang Berpengaruh Pada Jigging yang Ideal
Gambar 5.19
Gambar 5.20
Gambar Irisan Baum Washbox
Gambar 5.21
Gambar 5. 22
Longitudinal Section of Acco Baum Jig
Gambar 5.23
Gambar 5.24
ACCO ataumatic shal-discharg system (a) operating with thin shale bed;
(b) operating with thick shale bed (courtesy simonacco)
Gambar 5.25
Modern Version Of The ACCO System Of Shale Discharge (Courtesy Simonacco)
Gambar 5.26
Gate and Dam Discharge (Hand Operated)
Gambar 5.27
Gambar 5.28
ACCO Automatic Control Gear for Discard Extraction
Gambar 5.29
Gambar 5.30 Unjuk Kerja Baum Jig
Gambar 5.31
Gambar 5.32 BATAC Fine – Size Jig
Gambar 5.33
Perbedaan antara Baum Jig (Kiri) dan Batac Jig (Kanan)
Gambar 5.34
Gambar 5.35 Unjuk Kerja Spiral
Gambar 5.36
A Modern Twin – start Coal Spiral
Gambar 5.37
300 t/h Spirals Plant at German Creek Coal Preparation Plant