MODUL – 2
K O M I N U S I
BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang
Istilah kominusi berasal dari kata Latin “comminuere” artinya mengecilkan. Kominusi merupakan proses reduksi ukuran partikel suatu bahan galian sedemikian rupa sehingga memenuhi persyaratan dalam penggunaannya ataupun sebagai syarat dalam melakukan proses lanjutan. Selain pegolahan mineral, aplikasi kominusi juga banyak digunakan dalam bidang teknik sipil seperti pada pabrik pemecah batu yang menghasilkan agregat sebagai bahan campuran beton dan aspal.
B. Ruang Lingkup Isi
Lingkup kajian dalam modul ini meliputi : dasar-dasar proses kominusi, tahapan dan peralatan (tipe-tipe alat peremuk dan penggerus ), hubungan tertutup, dan sirkit reduksi ukuran.
C. Kaitan Modul
Modul ini sangat erat kaitannya dengan Modul-3. Dalam sirkit tertutup proses kominusi selalu disertai dengan sizing atau klasifikasi.
D. Sasaran Pembelajaran Modul
Setelah mempelajari modul ini, mahasiswa diharapkan dapat memiliki kemampuan dalam :
1. Menjelaskan proses peremukan dan penggerusan
2. Membedakan tipe-tipe peralatan peremukan dan penggerusan 3. Menghitung neraca bahan pada sirkit reduksi ukuran
BAB II. PEMBELAJARAN A. Proses Kominusi
Reduksi ukuran (kominusi) merupakan tahap yang sangat penting dalam pengolahan bahan galian, yang bertujuan :
1) Menghasilkan partikel yang sesuai dengan kebutuhan (ukuran maupun bentuk). 2) Membebaskan mineral berharga dari pengotor.
3) Memperbesar luas permukaan, sehingga kecepatan reaksi pelarutan dapat berlangsung dengan lebih baik.
Peralatan kominusi banyak macam dan ragamnya, dan aplikasinya tergantung pada keadaan bahan galian. Secara umum, kemampuan aplikasi alat kominusi dapat dilihat pada Gambar 2. 1. Kominusi ada dua macam, yaitu :
1) Peremukan (crushing)
2) Penghalusan/Penggerusan (grinding)
Kominusi, baik peremukan maupun penghalusan, masing-masing dapat dibagi dalam tahap-tahap :
- Primary - Secondary - Tertiary - Kadang-kadang quaternary
Gambar 2. 1 Kemampuan Aplikasi A
Faktor-faktor yang mempengaruhi proses kominusi : 1) Ukuran bijih dari tambang.
Biasanya ukuran bijih dari tambang dalam bentuk bongkah sehingga berkaitan erat dengan pemilihan primary crusher dan proses screening.
2) Keadaan bijih, pada bijih yang lengket akan mempengaruhi pemilihan mill/crusher. 3) Kesediaan air, hal ini penting khususnya untuk proses basah.
4) Proses-proses berikutnya basah atau kering
5) Korosi pada lining (bahan pelapis pada dinding dalam mill). 6) Reaksi antara material dengan air.
B. Peremukan ( Crushing )
Peremukan (crushing) adalah proses reduksi ukuran dari bijih yang berukuran kasar
(sekitar 1 m) menjadi ukuran sampai kira-kira 25 mm. Seperti telah disebutkan terdahulu, dalam reduksi ukuran terdapat tahap-tahap primary crushing, secondary crushing, tertiary
crushing dan bahkan quaternary crushing.
B.1 Peralatan
Peralatan crushing (crusher) yang sering dipakai antara lain :
1) Jaw crusher 2) Gyratory crusher 3) Cone crusher 4) Roll crusher
5) Rotary breaker 6) Impact crusher 7) Hammer mill
Gambar 2. 3 Skematik jaw crusher tipe togel tunggal
Gambar 2. 5
Allis-Chalmers A-1 crusher (doble-togle)
Keterangan : (1) crushing chamber, (2) fixed jaw plate, (3) interchangable swing jaw plates, (4) protective wear plates, (5) swing jaw deflection plate, (6) swing jaw shaft, (7) swing jaw, (8) balanced flwheels (one driven), (9) anti-friction bearings, (10) steel cast and welded pitman, (11) shields over pitman toggle seats, (12) hydraulic setting control, (13) setting shims, (14) frame side plate, (15) toggle ends and seats, (16) bolt tension springs, (17) cap nuts, (18) cruher discharge, (19) manganese check plates, (20) ribbed front and back, (21) expansion joint
Gambar 2. 6
Hydraulic-Supported Short-Shaft Gyratory Crusher (Allis-Chalmers)
Keterangan : (1) top shel l, (2) bottom shell, (3) concaves, (4) mantle, (5) main shaft, (6) spider, (7) spider cap, (8) two-piece head nut, (9) eccentric, (10) pinion-shaft bearings, (11) hydraulic - support piston
Gambar 2. 7 Ilustrasi proses peremukan pada Cone Crusher
Gambar 2. 9 Kenampakan suatu Hammer Crusher (A), dan Impact Crusher (B)
Gambar 2. 10
Double-Rotor Impact Crusher
Gambar 2. 11
Rotary Breaker
Gambar 2. 12
B. 2 Opening dari Crusher
Opening dari jaw crusher dinyatakan sebagai width (lebar) x gape. Sementara itu opening gyratory crusher dinyatakan sebagai gape x diameter dari mantel. Untuk cone crusher, opening = diameter dari feed opening (kira-kira 2 x gape). Pengertian
masing-masing istilah dapat dilihat pada Gambar 2.11 berikut ini.
Gambar 2. 11 Skematik Bagian-Bagian Dari :
(a) Jaw crusher
(b) Gyratory crusher
B. 3 Nisbah Reduksi (Reduction Ratio)
Nisbah reduksi (NR) didefinisikan sebagai perbandingan antara ukuran umpan terhadap ukuran produk.
B. 4 Kapasitas
Kapasitas suatu crusher tergantung pada beberapa faktor :
- Kekerasan bijih, berat jenis - Lubang bukaan produk Ukuran umpan Ukuran NR =
Kapasitas kecepatan putar
Bila kecepatan rendah: kapasitas dapat diperbesar karena tersedia cukup waktu bagi partikel jatuh secara gravitasi.
Pada kecepatan yang tinggi: kurang waktu bagi partikel untuk jatuh
Kecepatan Kritis (Nc) Nc = 47 5 , 0 X . RR 1 RR ⎟ ⎠ ⎞ ⎜ ⎝ ⎛ − rpm
dimana RR = reduction ratio = (gape/set)
X = throw (m)
Operating Speed (Nop)
Nop = 280 EXP ( -0,212 G3 ) rpm dimana G = gape setting (m). Kapasitas juga tergatung pada :
- Operating speed - Closed setting
- Open setting - Gape
Kapasitas maksimum pada beberapa crusher dapat digambarkan secara grafis seperti yang terlihat pada Gambar 2. 13 berikut ini.
Gambar 2. 13 Kapasitas Maksimum Berbagai Jenis Crusher
C. Penghalusan/Penggerusan (Grinding)
Grinding adalah proses reduksi ukuran dari bijih yang berukuran halus (sekitar 25
mm). Sama halnya seperti pada crushing, dalam grinding juga dikenal tahap-tahap primary,
secondary, dan tertiary. Di dalam proses grinding, dibutuhkan media untuk menggerus
bijih yang disebut media penggerusan.
C. 1 Media Penggerusan
Media penggerusan yang dipakai dalam proses penggerusan antara lain : 1) Bola-bola baja atau keramik
2) Batang-batang baja
3) Tanpa media: autogenous mill 4) SAG (Semi Autogenous Mill)
C. 2 Muatan Mill
Volume beban untuk mill dapat diperkirakan dari rumus empiris :
% volume = 113 - 126 D H
di mana H = jarak antara bagian atas dalam terhadap beban
D = diameter dalam mill
Overflow dari mill harus lebih kecil dari 45% dari beban, untuk mencegah keluarnya
bola-bola baja. Lama kelamaan bola baja akan aus (terkikis), sehingga perlu penambahan bola baja baru secara periodik. Saat penambahan harus ditentukan dengan tepat karena distribusi ukuran bola baja sangat mempengaruhi ukuran produk yang dihasilkan.
C. 3 Kecepatan Kritis (Nc)
Kecepatan kritis adalah kecepatan di atas mana bola-bola baja akan "melekat" pada liner. Kecepatan kritis secara empiris dirumuskan sebagai berikut :
dimana Dm = diameter dalam (m) Nc = kecepatan kritis (rpm)
Ball mill biasanya bekerja pada 85 % dari kecepatan kritisnya sedangkan rod mill bekerja
pada 50-55% dari kecepatan kritisnya.
C. 4 Mekanisme Penggerusan
Gaya-gaya yang bekerja dalam proses penggerusan dapat diperlihatkan pada Gambar 2.14 untuk satu bola. Pada titik 1, gaya tumbuk bola terhadap dinding mill merupakan komponen gaya berat normal ditambah gaya sentrifugal. Selanjutnya gaya total mencapai maksimum pada titik 2 dan kembali ke harga awal pada titik 3. Selama perjalanan menuju titik 4, gaya total semakin turun dan pada titik 4 mencapai minimum dimana komponen gaya berat sama dengan gaya sentrifugal.
Jika mill dimuati bola-bola dengan muatan normal (kondisi operasi), situasinya akan
sedikit berbeda sebagaimana terlihat pada Gambar 2. 15. Seperti tampak pada gambar tersebut, zona A merupakan daerah penggerusan, bola-bola berguling satu dengan yang lain menyebabkan bijih hancur atau pecah. Pada zona B bola-bola bergerak menjauhi dinding dan segera berbalik dengan cepat menyebabkan aksi penggerusan yang paling hebat. Zona C merupakan daerah kecil dimana gaya impak lebih banyak bekerja (efek cataracting) sehingga material yang diperoleh tidak terlalu halus.
Gambar 2.15 Penggerusan Dalam Ball Mill
C. 5 Peralatan
Peralatan grinding biasanya dibedakan berdasarkan media penggerusnya, misalnya :
1) Ball mill, media penggerusnya berupa bola-bola baja atau keramik. 2) Rod mill, media penggerusnya berupa batang-batang baja.
3) Autogenous mill, media penggerusnya berupa bijihnya sendiri.
4) Semi Autogenous Mill (SAG), media penggerusnya sebagian adalah bijihnya sendiri. Contoh-contoh peralatan tersebut dan jenis jenis liner yang melapisi dinding mill dapat dilihat pada Gambar 2. 16 dan Gambar 2. 17 berikut ini.
Gambar 2. 16 Ball Mill (kiri) dan Rod Mill (kanan)
C. 6 Penggerusan Bertahap (Stage Grinding) Tujuan penggerusan bertahap, yaitu :
- untuk mencegah over grinding - agar proses berlangsung lebih efisien
Keterangan : UF = underflow
OF = overflow
Gambar 2. 18
Penggerusan Bertahap Secara Skematik
C. 7 Closed Circuit (Hubungan Tertutup)
Hubungan tertutup ball mill - classifier ada dua macam, seperti pada Gambar 2.19 dan 2.20 berikut ini.
(1)
(2)
Gambar 2. 20
Hubungan Tertutup Ball Mill - Classifier Jenis (2)
C. 8 Sirkit Reduksi Ukuran
Pada dasarnya ada tiga sirkit dasar reduksi ukuran, sebagaimana diperlihatkan pada Gambar 2. 21 sampai Gambar 2. 23.
Gambar 2. 23
Sirkit Reduksi Ukuran-Autogenous Dengan Grinding Ukuran Halus Yang Terpisah
BAB III. PENUTUP
Pada bagian penutup ini akan diberikan kuis yang dikerjakan selama 10 menit. Tugas kelompok juga akan diberikan yaitu pembuatan makalah tentang teknologi kominusi.
Soal-soal :
1. Jelaskan perbedaan mekanisme kerja antara peremukan dan penggerusan.
2. Sebutkan keuntungan dan kerugian dalam operasi peremukan dan penggerusan dengan cara basah dan kering.
3. Gambarkan skema suatu jaw crusher dan sebutkan bagian-bagiannya. Tugas Kelompok :
• Tiap kelompok terdiri dari 4 – 5 orang. Bahan makalah dapat dicari pada internet. • Buat makalah tentang kominusi setebal 10 halaman, pilih salah satu topik dari alat
tersebut.
• Hasil makalah itu akan dipresentasikan pada sesi ”Colaborative Learning”
DAFTAR PUSTAKA
1. http://www.shibang.com
2. Kelly, E.G & Spottiwood, D.J., 1982., “Introduction to Mineral Processing”., John Wiley & Sons, New York.
