METODOLOGI PENELITIAN III. 1 Langkah Pemecahan Masalah
III. 4. 3 Peralatan Pengaman (Proteksi)
IV. 2. Cara Kerja Magnetic Separator
IV. 3.2. Type Magnetic Separator
Secara umum magnetic separator dibedakan menjadi dua tipe, yaitu :
1. Primary Magnet Type
Dalam Primary Magnet Type ini magnet yang digunakan adalah magnet
langsung yang dipasang pada alat tersebut. Yang termasuk dalam jenis ini adalah :
ISO 9001 : 2000 ISO 1400 : 2004 SMK 3
Mineral non magnetic akan terjatuh karena tida k tertarik oleh magnet pada separator dan ka rena gaya gravitasinya sendiri. Sementara mineral magnetic akan terus menempel pada belt conveyor sampa i pada suatu titik saat gaya magnet sudah tidak menjangkau lagi dan akhirnya akan jatuh ditempat yang sudah tersedia.
b. Drum Type Magnetic Separator
Alat ini dipergunakan untuk mineral yang mempunyai sifat kemagnetan yang kuat. Terdiri dari drum yang pada bagian dalamnya ditempatkan magnet tetap (stasioner), luas magnet pada drum ini lebih kurang sepertiga bagian dari kelilingnya. Material yang menempel adalah yang bersifat magnetik kuat dan yang non magnetik akan jatuh karena gaya gravitasinya. Drum yang digunakan tidak hanya satu saja, jumlahnya disesuaikan dengan kebutuhan. Drum-drum tersebut diberi magnet drngan kekuatan yang tidak sama besar, dari yang kekuatan besar terus mengecil. Hal ini dimaksudkan agar material yang tertarik benar-bena r mineral magnetic. Alat yang termasuk drum type adalah Ball Norton Drum Separator
c. Belt Magnetic Separator
Alat ini dipergunakan untuk material ya ng gaya kemagnetanya lemah dengan proses kering sedangkan yang gaya kemagnetannya kuat dengan proses basah. Contoh dari alat ini adala h Wetherill Rowans Cross-Belt.
2. Secondary/Induksi Magnet Type
Alat ini terdiridari kumpa ran ka wat (coil) yang diberi arus listrik sehingga menimbulkan gaya-gaya magnet, yang selanjutnya menimbulkan juga medan magnett. Medan magnet ini yang menginduksi rotor sehingga rotor tersebut bersifat magnetik. Alat ini digolongkan dalam induksi magnet separator/seconda ry magnet separator type.
Contohnya Dings Incuded-roll Separator.
Syarat yang harus dipenuhi pada Magnetic Separator adalah : Alat harus menimbulkan medan ma gnet yang mengumpul (konvergen) sehingga kekuatan positif (+ ) besar.
1. Intensitas medan magnet harus dapat siatur dengan mudah. 2. Material umpan dalam medan magnet harus merata.
3. Ada peralatan yang dapat memisahkan mineral magnetik dan non magnetik.
4. Kecepatan bergerak material dalam medan magnet harus dapat dikendalikan.
Terdapat alat penampung middling
5. Peralatan tidak banyak bergerak karena da pat mempengaruhi medan magnet.
Hal terpenting dalam pemisahan adalah partikel harus terliberasi sempurna dan celah antara magnet dengan material tidak boleh terlalu jauh karena mempanga ruhi gaya tarik magnet dan gaya gesek.
Kapasitas magnetic separator tergantung pada ukuran butir, kekuatan magnet. kecepatan feeding dan kecepatan putar rotor. Kemiringan dari kurva magnetisa si merupakan magnetic susceptibility : magnetic susceptibility bernilai positif dan berupa
ISO 9001 : 2000 ISO 1400 : 2004 SMK 3
garis lurus, konstan negative untuk diamagnetic ( atau hampir lurus ) dan bervariasi untuk ferromagnetic tergantung pada medan magnet dan induksi magnet. Apabila material ferromagnet berada dalam medan magnet, maka momen dipole dari material ferromagnet akan berubah apabila telah mencapai taraf jenuh magnet. Apabila medan magnet tersebut dipindahkan, maka momen dipole magnet akan berkurang akan tetapi tidak mencapai nol.
Seperti proses induksi magnet yang dikenaka n pada sekumparan ka wat yang prosesnya merupakan proses tidak reversible. Proses ini disebut dengan akan berubah apabila telah mencapai ta raf jenuh magnet. Apabila medan magnet tersebut dipindahkan, maka momen dipole magnet akan berkurang a kan tetapi tidak mencapai nol. Seperti proses induksi magnet yang dikenakan pada sekumparan ka wat yang prosesnya merupakan proses tidak reversible. Proses ini disebut dengan hysteresis. Sebelum membahas peralatan yang digunakan pada percobaan ini maka terlebih dahulu akan dibahas mengenai gaya magnetic dan perumusan matematisnya.
Gaya-Gaya yang Bekerja Pada Pemisahan Magnetik (Magnetik Separation) a. Gaya Magnetik
Gaya magnetik pada partikel kecil dalam percobaan tekadang sulit untuk dianalisis. Fenomena ini dapat dibayangkan sebagai titik dipole magnet dikelilingi oleh massa partikel.
( momen magnet dari partikel dengan volume V)
Induksi magnet pada pusat massa partikel. Dimana magnetisasi adalah suseptibilitas dari magnet dan medium (dilambangkan dengan subscript m ).
Dari persa maan ini, gaya magnetic dari suatu partikel bergantung dari kuat meda n magnet yang diberikan dan gradien medan ma gnet yang diinduksikan. Kuat meda n magnet dan besarnya gradient induksi ini dapat diaplikasikan dalam pa rtikel di semua alat pemisahan magnetic, dan menghasilkan berbagai variasi nilai dan geometri. Bentuk matrik medan magnet dapat berbagai macam seperti bentuk sphere dan silinder.
b. Competing Force ( Gravitasi, Sentrifugal, Friksi ( Gaya Inersia ) ) ( = densitas medium fluida yang digunakan )
( g = percepatan graviasi )
Dalam aliran laminar, gaya gesek partikel dengan fluida (hydrodynamic drag force) sesuai dengan Hukum Stoke :
( = kecepatan dari partikel relative terhadap fluida, = viskositas dari medium ( fluida ) ) Gaya gravitasi seperti terlihat di atas bergantung kepada pangkat 3 diameter, dan gaya gesek partikel bergantung pada pangkat 1 diameter pa rtikel. Untuk alat pemisah kering ( dry magnetic separator ) yang memisahkan partikel relative besa r, maka gaya magnetic harus cukup untuk menahan partikel terhadap competing force gra vitasi. Dalam pemisah ba sah ( wet magnetic separator ) dari partikel kecil, gaya magnetic harus lebh besar dari gaya gesek partikel.
Electrostatic Separator
Mekanisme elektrostatik sepa rator menya ratkan ada tiga tahap yang harus dilalui yaitu proses charging dari partikel, pemisahan yang terjadi pada permukaan tanah, dan pemisahan partikel melalui lubang sempit.
Mekanisme pengeluaran partikel :
1. Mengontakkan partikel yang berbeda
Ketika permukaan da ri dua pertikel yang berbeda didekatkan dan disentuhkan dan kemudian dipisahkan, partikel yang satu menjadi positif dan yang lainnya menjadi
ISO 9001 : 2000 ISO 1400 : 2004 SMK 3
negative. Daerah kontak anta ra partikel ini cukup kecil, oleh karena itu untuk
membangun daerah cha rge partikel yang a kan dipisahkan, proses charge ( pengisian muatan ) memerlukan kontak beberapa kali. Hal ini terutama terjadi
apabila ada pergerakan bulk, apabila partikel memiliki sifat isolator maka densitas dari permukaan charge dapat menjadi basis bagi proses konsentra si. Teori mengenai mekanisme ini sangatlah komplek, akan tetapi proses perpindahan muatan ini terjadi ka rena transfer electron, meskipun pa da beberapa system hal ini terjadi karena adanya perpindahan ion.
2. Charging Oleh Ion Bombardment
Ion atau electron bombardment melalui udara a dalah lebih kurang seperti proses konduktivitas listrik melaui media udara. Gas berbeda dari liquid dan padatan dalam hal proses menghantarkan listrik. Logam, baik itu berada dalam fasa liquid dan padatan, seperti logam oksida dan silikat, dan didalam larutan aqueous, muatan listrik dihantarkan oleh ion. Akan tetapi dalam gas terutama dalam kondisi netral, molekul gas yang terpisah bertindak sebagai material insulator baik.
3. Charging oleh Induksi
Apabila partikel ditempatkan dalam konduktor yang digroundkan dalam keberadaan medan listrik, partikel secara cepat akan membentuk permukaan pengisian muatan oleh induksi. Baik konduktor maupun non konduktor terpolarisa si, akan tetapi partikel konduktor memiliki permukaan equipotensial melalui kontak dengan konduktor yang digroundkan. Partikel non konduktor akan tetap terpolarisasi. PLTU Suralaya dalam hal ini memilih untuk menggunakan type magnetic separator jenis suspended magnet. Berikut ini uraian dan teori dasar dari suspended magnet.
Suspended magnet ini bisa dipasang pada banyak titik di sistem penanganan material. Sebenarnya ada beberapa titik di atas belt conveyor, pada keluaran akhir dari feed atau ayakan atau diatas chute. Dipilih lokasi di atas keluaran dari conveyor, di pasang pada sudut tertentu. Pada titik ini, material berpindah ke permukaan magnet, sehingga penghilangan tramp iron menjadi lebih mudah.
Suspended magnet separator tersedia dalam bentuk magnet circular atau rectangular. Rectangular biasa digunakan karena mudah dibersihkan (self cleaning design). Keduanya permanen dan juga tersedia dalam bentuk konstruksi electromagnet, meskipun tipe permanent terbatas untuk aplikasi beban yang ringan. Beberapa suspended magnet memiliki magnetic field yang dalam, dan ini dibutuhkan ketika beban di atas belt melebihi batas dari magnetic pulley. Ukuran beban, kecepatan belt, clerance yang dibutuhkan di atas beban, ukuran, bentuk dan berat dari tramp iron akan menentukan spesifikasi dari supended magnet yang dibutuhkan.
Suspended magnet rectangula r dapat disesuaikan untuk keluaran tramp iron secara kontinyu dengan menggerakkan belt secara berla wanan dengan permukaan, ( feature ini efektif bila tramp iron bentuknya panjang).
ISO 9001 : 2000 ISO 1400 : 2004 SMK 3
Gambar IV. 3. suspended magnet
Keluaran otomatis dari suspended magnet dapat berwujud cross belt atau in-line . Karena tramp iron harus ditarik / di ambil dari lokasi a wal dan diputar 900 dari pergerakan belt conveyor, magnet yang lebih besar dan kuat digunakan untuk pemasangan cross belt. Dalam beberapa hal layout penangganan material atau lokasi operasi yang di inginkan akan mengarahkan penggunaan dari cross belt magnet.
Untuk memilih suspended rectngular magnet separator, pertama menentukan beban dengan menggunakan (a) persamaan 1, untuk flat instalasi dari head pulley atau inline mounting : De= (92 C / W V)*(100/K) (1) De= (76 C / W V)*(100/K) (2) dimana : De = kedalaman beban, in C = kapasitas, ton/hr W = lebar belt, in
K = bulk density material, lb/ft3
Ketinggian suspensi 3-4 in lebih besa r da ri De (atau ukuran maksimal gumpalan beban, jika itu lebih besar).
Selanjutnya, menentukan kekuatan magnet yang dibutuhkan berdasa rkan tipe dan ukuran tramp iron yang dipindahkan. Untuk ½ in- 1 in bola atau kubus, 1000-G field (di ukur pada ketinggian suspensi) yang dibutuhkan, untuk tramp iron yang lebih besar dari 2 in, 500-800 G, untuk 1-2 in tramp iron 800-1000G.
Peralatan pabrikan semakin berkembang, untuk design tiap suspended magnet separator, satu set kurva yang berhubungan dengan keluaran magnetic, jarak susupensi, dan ukuran magnet. Menentukan ukuran dari ma gnet yang diinginkan sangat perlu untuk memperoleh gauss reading pada ketinggian suspensi spesifik.