KAJIAN PEMISAHAN PASIR BESI MENGGUNAKAN
MAGNETIC SEPARATOR
DENGAN PEUBAH UKURAN BUTIR
DAN KECEPATAN SERTA TEBAL LAPISAN PENGUMPANAN
DI PANTAI DEPOK, DESA PARANGTRITIS, KECAMATAN
KRETEK, KABUPATEN BANTUL, DAERAH ISTIMEWA
YOGYAKARTA
Proposal skripsi
Oleh :
GRENDIKA DENISAKTIAN
112.13.0048
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
YOGYAKARTA
KAJIAN PEMISAHAN PASIR BESI MENGGUNAKAN
MAGNETIC SEPARATOR
DENGAN PEUBAH UKURAN BUTIR
DAN KECEPATAN SERTA TEBAL LAPISAN PENGUMPANAN
DI PANTAI DEPOK, DESA PARANGTRITIS, KECAMATAN
KRETEK, KABUPATEN BANTUL, DAERAH ISTIMEWA
YOGYAKARTA
PROPOSAL SKRIPSI
Disusun sebagai salah satu syarat dalam melaksanakan Skripsi pada Program Studi Teknik Pertambangan
Oleh :
GRENDIKA DENISAKTIAN
112.13.0048
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN
FAKULTAS TEKNOLOGI MINERAL
UNIVERSITAS PEMBANGUNAN NASIONAL “VETERAN”
YOGYAKARTA
2016
KAJIAN PEMISAHAN PASIR BESI MENGGUNAKAN
MAGNETIC SEPARATOR
DENGAN PEUBAH UKURAN BUTIR
DAN KECEPATAN SERTA TEBAL LAPISAN PENGUMPANAN
KRETEK, KABUPATEN BANTUL, DAERAH ISTIMEWA
YOGYAKARTA
PROPOSAL SKRIPSI
Oleh :
GRENDIKA DENISAKTIAN
112.13.0048
Mengetahui,
Pembimbing 1
Dr. Edy Nursanto, ST, MT
NIK : 2.6601.96.0127.1
Pembimbing II
Ir. Untung Sukamto, MT
NIP : 030 211 995
HALAMAN PENGESAHAN DAFTAR ISI
DAFTAR GAMBAR DAFTAR TABEL BAB.
I. PENDAHULUAN
1.1. Judul
1.2. Latar Belakang 1.3. Rumusan Masalah
1.4. Maksud dan tujuan penelitian 1.5. Batasan Masalah
II. METODOLOGI PENELITIAN 2.1. Dasar Teori
2.2. Siklus Hidrologi
2.3. Pengertian Sistem Penyaliran Tambang 2.4. Tujuan Sistem Penyaliran Tambang 2.5. Penanganan Sistem Penyaliran Tambang
2.6. Faktor-faktor yang mempengaruhi Sistem Penyaliran Tambang III. RENCANA PENYELESAIAN PENELITIAN
3.1. Pengolahan dan Analisis Data 3.2. Pembuktian Masalah
3.3. Rencana Jadwal Penelitian
DAFTAR PUSTAKA
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. JUDUL
KAJIAN PEMISAHAN PASIR BESI MENGGUNAKAN
1.2. LATAR BELAKANG
Pasir besi Indonesia mempunyai cadangan cukup besar terutama di daerah sekitar pantai Selatan Jawa. Salah satu potensi pasir besi yang akan di teliti adalah pasir besi dari daerah Pantai Depok, Parangtritis, Bantul . Pemanfaatan pasir besi diperlukan untuk memenuhi kebutuhan bahan baku industri baja yang dalam perkembangan dan kebutuhannya semakin meningkat. Tujuan penelitian untuk mendapatkan kualitas pasir besi yang baik untuk proses selanjutnya, sehingga perlu dilakukan konsentrasi untuk meningkatkan kadar besi dengan cara magnetik.
Gambar 1.1
Magnetic Separator
1.3. RUMUSAN MASALAH
Pemisahan pasir besi menggunakan magnetik separator dengan peubah ukuran butir dan kecepatan serta ketebalan lapisan pengumpanan dapat di maksimalkan dalam proses pemisahan. Rumusan masalah sebagai berikut :
1. Berapa ukuran yang paling efisien dalam pemisahan pasir besi menggunakan magnetik separator?
2. Berapakah kecepatan dan ketebalan lapisan pengumpanan yang paling efektif dalam pemisahan pasir besi?
1.4. MAKSUD DAN TUJUAN PENELITIAN Maksud dan tujuan dari penelitian ini adalah :
1. Mendapatkan ukuran butir yang paling efisien dalam pemisahan pasir besi menggunakan magnetik separator.
2. Mendapatkan kecepatan dan ketebalan lapisan pengumpanan yang paling efektif dalam pemisahan pasir besi.
1.5. BATASAN MASALAH
Batasan masalah dalam penelitian ini adalah :
2. Terbatas hanya mencakup peubah ukuran butir dan kecepatan serta tebal lapisan pengumpanan.
1.6. METODE PENELITIAN
Penelitian ini dilakukan menggunakan dua metode penelitian yaitu penelitian langsung dilapangan dan penelitian tidak langsung dengan pencarian, pengumpulan, dan pengolahan data yang bertujuan untuk memperoleh hasil yang diinginkan. Tahapan penelitian yang dilakukan adalah sebagai berikut :
1. Studi Literatur
Yaitu mencari dan mempelajari teori-teori yang berhubungan dengan masalah yang akan dibahas dilapangan melalui buku ataupun literatur-literatur. Selain itu juga dapat mempelajari penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya, yang berupa skripsi atau sumber lain.
2. Orientasi Lapangan
Melakukan pengamatan secara menyeluruh dengan cara mengunjungi tempat-tempat yang terutama berada di sekitar pantai depok.
3. Observasi Lapangan
Melakukan pengamatan secara langsung terhadap masalah yang akan dibahas didalam penelitian, yaitu pengamatan topografi daerah penelitian, kondisi disekitar daerah pengambilan sampel, dan pengamatan komponen yang berkaitan dengan penelitian bahan galian pasir besi. Hal ini dimaksudkan untuk memperoleh keakuratan data yang akan digunakan dalam penelitian.
4. Pengambilan Data
Pengambilan data dilakukan setelah studi literatur, orientasi lapangan, dan observasi lapangan selesai dilaksanakan. Data yang diambil berupa data primer dan data sekunder. Data primer merupakan data yang diambil langsung dari pengukuran atau pengamatan dilapangan/ laboratorium, seperti spesifikasi alat, kadar mineral, berat (feed,konsentrat dan tailing), Ukuran butir, kecepatan, dan tebal pengumpanan. Data sekunder adalah data yang diambil dari literatur atau laporan perusahaan, seperti profil daerah, peta kesampaian daerah, peta topografi,dan data kependudukan,.
Setelah data terkumpul, baik data primer maupun data sekunder, kemudian dilakukan perhitungan dan pengolahan data. Pengolahan data yang dilakukan yaitu perhitungan kadar (feed,konsentrat,tailing), perhitungan material balance, perhitungan metallurgical balance, perhitungan % recovery, perhitungan %
loose, perhitungan nisbah konsentrasi. Setelah data diolah kemudian dilakukan analisis data, untuk membandingkan perolehan data aktual dan data dari hasil perhitungan,kemudian data akan disajikan sedemikian rupa untuk memperoleh hasil penelitian.
1.7. MANFAAT PENELITIAN Dari penelitian diharapkan dapat :
1. Dapat memberikan rekomendasi komponen-komponen dalam pemisahan pasir besi menggunakan alat magnetik separator yang efisien dan efektif.
2. Sebagai bahan studi perbandingan untuk penelitian selanjutnya yang berkaitan dengan pemisahan pasir besi menggunakan magnetik separator.
BAB II
METODOLOGI PENELITIAN
2.1. DASAR TEORI
Sistem penambangan batubara yang dilakukan oleh PT. Mifa bersaudara Tbk. menggunakan sistem tambang terbuka (surface mining) dengan pola berjenjang dan dilakukan dengan peralatan mekanis dan peledakan. Adapun kegiatan penambangan secara garis besar meliputi :
2. Pengupasan lapisan tanah penutup (stripping). 3. Penggalian (loosening).
4. Pemuatan dan Pengangkutan (hauling). 5. Pemasaran (marketing).
6. Reklamasi. 7. Pasca tambang.
Berikut adalah bagan alir dari penelitian dengan data yang akan dicari dan digunakan dalam pengolahan data :
2.2. Siklus Hidrologi
Sebagian air hujan yang tiba ke permukaan tanah akan masuk ke dalam tanah (inflitrasi). Bagian lain yang merupakan kelebihan akan mengisi lekuk-lekuk permukaan tanah, kemudian mengalir ke daerah-daerah yang rendah, masuk ke sungai-sungai dan akhirnya ke laut. Tidak semua butir air yang mengalir akan tiba ke laut. Dalam perjalanan ke laut sebagian akan menguap dan kembali ke udara. Sebagian air yang masuk ke dalam tanah keluar kembali segera ke sungai-sungai (disebut aliran intra = interflow). Tetapi sebagian besar akan tersimpan sebagai air tanah (groundwater) yang akan keluar sedikit demi sedikit dalam jangka waktu yang lama ke permukaan tanah di daerah-daerah yang rendah (disebut groundwater runnof = limpasan air tanah).
Gambar 2.1. Siklus Hidrologi 2.3. Pengertian Sistem Penyaliran Tambang
Sistem penyaliran tambang adalah suatu usaha atau kegiatan yang dilakukan untuk mencegah masuknya air atau mengeluarkan air yang telah masuk ke front
penambangan. Kegiatan ini dimaksudkan untuk mencegah terganggunya aktivitas penambangan akibat adanya air dalam jumlah yang berlebihan terutama pada saat musim penghujan. Selain itu, sistem penyaliran tambang ini juga dimaksudkan untuk memperlambat kerusakan alat serta mempertahankan kondisi kerja yang aman, sehingga alat mekanis yang digunakan mempunyai umur yang lama.
Mencegah masuknya air kedalam front penambangan.
Mengeluarkan air yang telah ada dalam front penambangan.
Memastikan air tidak mengganggu proses penambangan.
2.5. Penanganan Sistem Penyaliran Tambang
Penanganan masalah air dalam suatu tambang terbuka dapat dibedakan menjadi :
1. Mine drainage system, merupakan upaya untuk mencegah masuk atau mengalirnya air front penambangan. Hal ini umumnya dilakukan untuk penanganan air tanah dan air yang berasal dari air permukaan.
Beberapa metode penyaliran mine drainage system adalah : a. Metode Siemens
Pada tiap jenjang dari kegiatan penambangan dibuat lubang bor kemudian ke dalam lubang bor dimaksukkan pipa dan disetiap bawah pipa tersebut diberi lubang-lubang. Bagian ujung ini masuk ke dalam lapisan akuifer, sehingga air tanah terkumpul pada bagian ini dan selanjutnya dipompa ke atas dan dibuang ke luar daerah penambangan.
b. Metode Pemompaan Dalam (Deep Well Pump)
Metode ini digunakan untuk material yang mempunyai permeabilitas rendah dan jenjang tinggi. Dalam metode ini dibuat lubang bor kemudian dimasukkan pompa ke dalam lubang bor dan pompa akan bekerja secara otomatis jika tercelup air. Kedalaman lubang bor 50 meter sampai 60 meter. c. Metode Elektro Osmosis
Pada metode ini digunakan batang anoda serta katoda. Bilamana elemen-elemen dialiri arus listrik maka air akan terurai, H+ pada katoda dinetralisir
menjadi air dan terkumpul pada sumur lalu dihisap dengan pompa.
d. Small PipeWith Vacuum Pump
bor di sumbat supaya saat ada isapan pompa, rongga antara pipa lubang bor kedap udara sehingga air akan terserap ke dalam lubang bor.
e. Metode Pemotongan Air Tanah
Metode ini biasanya digunakan untuk mengamati kondisi air tanah, dimana lapisan tanah yang digali sampai sebatas akuifer. Dengan terpotongnya aliran air tanah maka daerah hilir akan menjadi kering.
f. Metode Kombinasi Dengan Lubang Bukaan Bawah Tanah
Dilakukan dengan membuat lubang bukaan mendatar di dalam tanah guna menampuang aliran air dari permukaan. Beberapa lubang sumur dibuat menyalurkan air permukaan ke dalam terowongan bawah tanah tersebut. Cara ini cukup efektif karena air akan mengalir sendiri akibat pengaruh gravitasi sehingga tidak memerlukan pompa.
2. Mine dewatering system, merupakan upaya untuk mengeluarkan air yang telah
masuk ke front penambangan, terutama untuk penanganan air hujan. Beberapa metode penyaliran mine dewatering system adalah :
a. Sistem Paritan
Merupakan metode penyaliran yang paling murah dibandingkan dengan metode yang lainya. Pembuatan parit sangat ideal diterapkan pada tambang terbuka open cast atau kuari. Beberapa lubang paritan dibuat pada lokasi penambangan guna menampung sementara serta mengalirkan air limpasan menuju kolam penampungan kemudian dialirkan ke sungai atau diarahkan ke selokan. Jumlah parit ini disesuaikan dengan kebutuhan, sehingga bisa lebih dari satu. Apabila parit harus dibuat melalui lalulintas tambang maka dapat dipasang gorong-gorong yang terbuat dari beton atau galvanis. Dimensi parit diukur berdasarkan volume maksimum pada saat musim penghujan dengan memperhitungkan kemiringan lereng. Bentuk saluran terbuka yang paling sederhana dan umum digunakan saat ini adalah saluran dengan bentuk trapesium.
b. Sistem Adit
air yang masuk ke dalam tempat kerja. Pembuangan dengan sistem ini biasanya mahal, disebabkan oleh biaya pembuatan saluran horisontal tersebut dan shaft.
c. Sistem Kolam Terbuka (Open Sump System)
Sistem ini diterapkan untuk membuang air yang telah masuk ke daerah penambangan. Air dikumpulkan pada sumur (sump), kemudian di pompa keluar dan pemasangan jumlah pompa tergantung kedalaman penggalian. Dengan kapasitas pompa menyesuaikan debit air yang masuk kedalam lokasi penambangan. Apabila kapasitas pompa lebih besar dari yang debit air yang masuk, maka penggunaan pompa bisa secara periodik sehingga pompa tidak mengalami kelelahan.
2.6. Faktor-Faktor yang Mempengaruhi Sistem Penyaliran Tambang
a. Curah hujan
Satuan curah hujan adalah mm, yang berarti jumlah air hujan yang jatuh pada satu satuan luas tertentu. Jadi 1 mm berarti pada luas 1 m2 jumlah air hujan yang
jatuh sebanyak 1 liter. Data curah hujan yang akan dianalisa adalah besar curah hujan harian maksimum dalam satu tahun selama 10-20 tahun. Pengolahan data dilakukan dengan distribusi Gumbels yang didasarkan atas distribusi normal. Distribusi ini beranggapan bahwa variabel-variabel hidrologi tidak terbatas sehingga digunakan data-data distribusi dengan harga yang paling besar (maksimum). Pengolahan data dilakukan dengan metode analisis frekuensi langsung (direct frequency analysis). Analisis ini dilakukan untuk menentukan curah hujan rencana berdasarkan data curah hujan yang tersedia. Untuk menghitung nilai hujan maksimum menggunakan persamaan Gumbels :
Xr = x +
δx
δn(Yr−Yn)
Keterangan :
x = standar deviasi curah hujan n = standar deviasi dari reduksi variat
Yr = nilai reduksi variat dari variabel yang diharapkan terjadi pada PUH Yn = nilai rata-rata dari reduksi variat
1. Periode Ulang Hujan (PUH)
Merupakan periode atau waktu dimana hujan dengan intensitas hujan yang sama akan berulang dalam jangka waktu tertentu. Penetapan periode ulang hujan dapat digunakan untuk rancangan intensitas curah hujan. Jika angka tersebut dikorelasikan dengan durasi maka dapat dihitung intensitas hujannya.
Penentuan periode ulang hujan dilakukan dengan menyesuaikan data dan keperluan pemakaian saluran yang berkaitan dengan umur tambang serta tetap memperhitungkan resiko hidrologi. Dapat pula dilakukan perhitungan dengan metode distribusi normal menggunakan konsep peluang. Acuan untuk menentukan PUH dapat dilihat pada tabel 2.1.
Tabel 2.1.
Periode Ulang Hujan Recana
Keterangan Periode ulang hujan
Daerah terbuka 0 – 5
Sarana tambang 2 – 5
Lereng–lereng tambang dan
penimbunan 5 – 10
Sumuran utama 10 – 25
Penyaliran keliling tambang 25
Pemindahan aliran sungai 100
2. Intensitas curah hujan
Intensitas curah hujan adalah curah hujan jangka pendek dinyatakan dalam intensitas per jam (mm/jam). Intensitas curah hujan biasanya dinotasikan dengan huruf “I”. Intensitas hujan digunakan dalam menentukan debit air limpasan guna penentuan dimensi suatu penampang saluran terbuka.
Intensitas curah hujan rata-rata dalam t jam dinyatakan dengan rumus
3 / 2
24 24
24 t R I Keterangan :
I = intensitas curah hujan ( jam mm
) t = waktu (jam)
R24 = curah hujan maksimum (mm)
3. Resiko hidrologi
Resiko hidrologi adalah kemungkinan suatu kejadian akan terjadi minimal satu kali pada periode ulang tertentu.
P = 1−
(
1− 1Tr
)
TLKeterangan :
P = resiko hidrologi Tr = periode ulang TL = umur tambang
b. Daerah tangkapan hujan (Catchment area)
Daerah tangkapan hujan adalah luasnya permukaan yang bila terjadi hujan maka air hujan tersebut akan mengalir ke daerah yang lebih rendah menuju titik pengaliran. Daerah tangkapan hujan dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain kondisi topografi, rapat tidaknya vegetasi, serta keadaan geologi.
Penentuan luas daerah tangkapan hujan berdasarkan pada peta daerah yang akan diteliti, kemudian dilakukan pengukuran luasnya menggunakan planimeter dengan memperhatikan daerah aliran air limpasan yang mengalir sesuai dengan kontur masing-masing daerah. Hasil dari pembacaan planimeter kemudian dikalikan dengan skala yang digunakan dalam peta sehingga didapatkan luas tangkapan hujan dalam m2.
c. Air limpasan
langsung masuk ke dalam tanah sedangkan ada sebagian air hujan yang langsung mengalir diatas permukaan tanah dari tempat tinggi ke tempat yang lebih rendah.
Besarnya limpasan adalah besarnya curah hujan dikurangi dengan besarnya penyerapan (infiltrasi) dan penguapan. Besarnya air limpasan tergantung dari beberapa faktor, diantaranya adalah jenis presipitasi, intensitas curah hujan, lamanya hujan, distribusi curah hujan dalam daerah penyaliran, arah pergerakan curah hujan, dan lain-lain. Faktor yang paling berpengaruh adalah kondisi penggunaan lahan dan kemiringan atau perbedaan ketinggian.
Penentuan besarnya air limpasan maksimum ditentukan dengan Metode Rasional sebagai berikut :
Q = 0,278 x C x I x A
Keterangan :
Q = debit limpasan ( m3
s )
C = koefisien limpasan
I = intensitas curah hujan (mmh) A = luas daerah limpasan (km2)
- Koefisien limpasan
Koefisien air limpasan adalah angka yang menunjukkan perbandingan antara jumlah air hujan yang mengalir diatas permukaan tanah dengan curah hujan. Koefisien limpasan dapat ditentukan berdasarkan pengamatan di lapangan yang tergantung pada keadaan tanah, jenis tanaman, dan vegetasi. Dari hasil pengamatan kemudian disesuaikan dengan tabel koefisien limpasan (Tabel 2.2.).
Tabel 2.2.
Beberapa Harga Koefisien Limpasan
Datar Kemiringan < 3%
Persawahan rawa-rawa Hutan, perkebunan Pemukiman 0,2 0,3 0,4 Agak miring (3-15%) Hutan, perkebunan Pemukiman Vegetasi ringan Tanah gundul 0,4 0,5 0,6 0,7 Curam Kemiringan > 15%
Hutan Pemukiman Vegetasi ringan Tanah gundul, penambangan 0,6 0,7 0,8 0,9
Dalam penentuan koefisien limpasan faktor-faktor yang harus diperhatikan :
- Kerapatan vegetasi
Daerah dengan vegetasi yang rapat, akan memberikan nilai C yang kecil, karena air hujan yang masuk tidak dapat langsung mengenai tanah, melainkan akan tertahan oleh tumbuh-tumbuhan, sedangkan tanah yang gundul akan memberi nilai C yang besar.
- Tata guna lahan
Lahan persawahan atau rawa-rawa akan memberikan nilai C yang kecil daripada daerah hutan atau perkebunan, karena pada daerah persawahan misalnya padi, air hujan yang jatuh akan tertahan pada petak-petak sawah, sebelum akhirnya menjadi limpasan permukaan.
- Kemiringan tanah
Daerah dengan kemiringan yang kecil (<3%), akan memberikan nilai C yang kecil, daripada daerah dengan kemiringan tanah yang sedang sampai curam untuk keadaan yang sama.
d. Infiltrasi
infiltrasi disebut laju infiltrasi, sedangkan laju infiltrasi maksimum yang terjadi pada kondisi tertentu disebut kapasitas infiltrasi. Penentuan kapasitas infiltrasi dapat dilakukan dengan pengukuran langsung dan dengan menggunakan analisis hidrograf.
Faktor-faktor yang mempengaruhi infiltrasi diantaranya, dalamnya genangan diatas permukaan tanah dan tebal lapisan yang jenuh, kelembaban tanah, pemampatan oleh curah hujan, struktur tanah, tumbuh-tumbuhan, penyumbatan ruang antara padatan di dalam tanah, serta udara yang terdapat di dalam tanah.
2.6.1. Saluran Terbuka dan Sumuran (Sump) a. Saluran Terbuka
Saluran terbuka berfungsi untuk menampung dan mengalirkan air tambang dari bukaan tambang menuju lokasi yang telah ditentukan. Pemilihan bentuk penampang saluran didasarkan pada debit air, jenis tanah/batuan, serta kemudahan dalam pembuatannya dan keekonomisannya. Tidak lupa juga memperhitungkan kecepatan air sehingga tidak terjadi pengendapan pada dasar saluran dan tidak terjadi erosi pada dinding saluran. Cara ini cukup banyak digunakan karena mudah dan relatif murah, serta cukup efisien untuk mencegah masuknya air yang berasal dari sekitar bukaan tambang. Berikut ini beberapa bentuk penampang saluran terbuka yang biasa digunakan pada kegiatan penambangan, terlihat pada Gambar 2.2.
Gambar 2.2.
Bentuk - Bentuk Penampang Saluran
1) Bentuk segi empat B = 2d
Luas penampang basah (A) = 2d2
Keliling Basah (P) = 4d
Jari-jari hidrolik (R) = A/P = d/2 2) Bentuk segi tiga
Sudut tengah = 90o
Luas penampang basah (A) = d2
Keliling basah (P) = 2d. 2
Jari-jari hidrolik (R) = 2 2
d
3) Bentuk trapesium A = b . d + m . d2
R = 0,5 . d B = b + 2m . d
b/d = 2 {(1 + m2)0,5 - m)
a = d/sinα
Dengan penambahan tinggi jagaan adalah 20 % dari d.
Kemiringan dinding saluran tergantung pada macam material atau bahan yang membentuk tubuh saluran. Sedangkan kemiringan dasar saluran, ditentukan dengan pertimbangan bahwa suatu aliran dapat memgalir secara alamiah tanpa terjadi pengendapan lumpur pada dasar saluran, dimana kemiringanantara 0,25 – 0,5 % sudah cukup untuk mencegah adanya pengendapan lumpur. Dalam hal ini maka harga S = (0,25 %). Besar nilai koefisien kekasaran dinding dapat dilihat pada Tabel 2.3. dan perhitungan kapasitas pengaliran suatu saluran dapat dihitung menggunakan rumus Manning, yaitu :
Q = 1/n . A . S1/2 . R2/3
Keterangan :
Q = debit pengaliran maksimum (m3/detik)
A = luas penampang (m2)
S = kemiringan dasar saluran (%) R = jari-jari hidrolis (meter)
Tabel 2.3
Beberapa Harga Koefisien Kekerasan Tipe Dinding Saluran Harga n
Semen 0,010-0,014
Beton 0,011-0,016
Bata 0,012-0,020
Besi 0,013-0,017
Tanah 0,020-0,030
Gravel 0,022-0,035
Tanah yang ditanami 0,025-0,040
b. Sumuran
Sumuran berfungsi sebagai penampung air sebelum dipompa ke luar tambang. Dengan demikian, dimensi sumuran sangat tergantung dari jumlah air yang masuk serta keluar dari sumuran.
Jumlah air yang masuk ke dalam sumuran merupakan jumlah air yang dialirkan oleh saluran-saluran, jumlah limpasan permukaan yang langsung mengalir ke sumuran, dan curah hujan yang jatuh di sumuran. Sedangkan jumlah air yang keluar dapat dianggap sebagai kapasitas pompa, karena penguapan dianggap tidak berarti.
Volume sumuran ditentukan dengan menggabungkan grafik intensitas hujan yang dihitung dengan teori Mononobe versus waktu, dan grafik debit pemompaan versus waktu (Gambar 2.3).
Gambar 2.3.
Grafik Penentuan Volume Sumuran Air Tambang
2.6.2. Pompa dan Pipa
Pompa merupakan alat yang digunakan untuk memindahkan suatu cairan dari suatu tempat ke tempat lain dengan cara menaikkan tekanan cairan tersebut. Kenaikan tekanan cairan tersebut digunakan untuk mengatasi hambatan-hambatan pengaliran. Hambatan-hambatan pengaliran itu dapat berupa perbedaan tekanan, perbedaan ketinggian atau hambatan gesek. Sesuai dengan prinsip kerjanya, pompa dibedakan menjadi :
1) Reciprocating Pump
Bekerja berdasarkan torak maju mundur secara horizontal di dalam silinder. Keuntungan jenis ini adalah efisien untuk kapasitas kecil dan umumnya dapat mengatasi kebutuhan energi (julang) yang tinggi. Kerugiannya adalah beban yang berat serta perlu perawatan yang teliti. Pompa jenis ini kurang sesuai untuk air berlumpur karena katup pompa akan cepat rusak. Oleh karena itu jenis pompa ini kurang sesuai untuk digunakan di tambang.
2) Centrifugal Pump
Pompa ini bekerja berdasarkan putaran impeller di dalam pompa. Air yang masuk akan diputar oleh impeller, akibat gaya sentrifugal yang terjadi air akan dilemparkan dengan kuat ke arah lubang pengeluaran pompa. Pompa jenis ini banyak digunakan di tambang, karena dapat melayani air berlumpur, kapasitasnya besar dan perawatannya mudah.
3) Axial Pump
Pada pompa aksial, zat cair mengalir pada arah aksial (sejajar poros) melalui kipas. Umumnya bentuk kipas menyerupai baling-baling kapal. Pompa ini dapat beroperasi secara vertikal maupun horizontal. Jenis pompa ini digunakan untuk julang yang rendah.
b. Perhitungan julang total pompa
instalasi yang akan dilayani oleh pompa. Head total pompa dapat dituliskan sebagai berikut :
H = hs + hp + hl + g
v
2
2
Keterangan :
H = head total pompa (m)
hs = head statik total (m)
hp = beda head tekanan pada kedua permukaan air (m)
hl = berbagai kerugian di pipa, katup, belokan, sambungan, dll (m)
g v
2
2
= head kecepatan (m)
Perhitungan berbagai julang pada pemompaan :
a) Head statis (hs)
hs = hs2 – hs1
Keterangan :
hs1 = elevasi sisi isap (m)
hs2 = elevasi sisi keluar (m)
b) Head tekanan (hp)
hp = hp2 – hp1
Keterangan :
hp1 = julang tekanan pada sisi isap
hp2 = julang tekanan pada sisi keluaran
c) Kerugian head (h1)
Berikut ini adalah macam-macam kerugian dalam instalasi pompa antara lain :
- Kerugian belokan, dirumuskan sebagai berikut :
hf = f g
v
2
2
f = (0,131 + 1,847
(
D2R
)
3.5)
(
θ 90)
0.5
Keterangan :
hf = head kerugian belokan (m) f = koefisien kerugian
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/detik) g = kecepatan gravitasi bumi (m/detik2)
D = diameter dalam pipa (m)
θ = sudut belokan ( ° )
- Kerugian gesekan dirumuskan sebagai berikut :
hf = f ( L v
2
2Dg)
Nilai koefisien gesekan f dicari dengan menggunakan persamaan :
k D f 7 , 3 log 2 1 Keterangan :
hf = head kerugian gesekan (m)
f = koefisien gesek
k = koefisien kekasaran pipa
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/detik) D = diameter dalam pipa (m)
L = panjang pipa (m)
g = kecepatan gravitasi bumi (m/detik2)
Harga koefisien kekasaran pipa (k) dapat dilihat pada Tabel 2.4. berikut ini : Tabel 2.4
Koefisien Kekasaran Beberapa Jenis Pipa
Bahan Koefisien kekasaran pipa
(mm)
Baja: baru
lapisan plastik non poros 0,010,03
Besi tuang: baru
lapisan bituman lapisan semen
0,1 – 1,00 0,03 – 0,10 0,03 – 0,10
Polyethylene 0,03 – 0,10
Kuningan, tembaga 0,10
Aluminium baru 0,15 – 0,16
Beton: baru centrifuge
baru rata
tanah yang telah diolah
0,03 0,20 – 0,50 1,00 – 2,00
Semen asbes baru Bahan dari batu/kaca
0,03 – 0,10 0,10 – 1,00
hf = f v2
2
2g
Keterangan :
hf = head kerugian (m)
v2 = kecepatan aliran pada pipa yang kecil g = kecepatan gravitasi bumi (m/detik2) f = koefisien kerugian
Jika D1 dan D2 masing-masing adalah diameter pipa besar dan kecil, maka harga f
dapat dilihat pada Tabel 2.5. berikut ini : Tabel 2.5.
Harga f
- Kerugian karena perbesaran penampang pipa secara mendadak
hf = f
v1−v2
2g
Keterangan :
hf = head kerugian (m)
v1 = kecepatan aliran pada penampang kecil (m/detik)
v2 = kecepatan aliran pada penampang besar (m/detik) g = kecepatan gravitasi bumi (m/detik2)
f ≈ 1
- Kerugian katup isap dengan saringan
hf = f v2
2
2g
Keterangan :
hf = head kerugian (m)
f = koefisien kerugian pada katup isap
v = kecepatan aliran dalam pipa (m/detik)
g = kecepatan gravitasi bumi (m/detik2)
Tabel 2.6
Koefisien Kerugian Pada Berbagai Katup Isap
Jenis katup
Diameter (mm)
Katupkupu−kup
u 0.6 - 0.16 (bervariasi menurut konstruksi dan diameternya)
Katup putar 0.09 - 0.026 (bervariasi menurut diameternya)
Katup cegah kipas ayun 1.2 0 1.1 5 1.1 0 1.0 0 0.9 8 0.9 4 0.9 2 0.9 0 0.88
Katup kepak - - - 0.9 - 0.5
Katup isap (dsaringan) 1.9 7 1.9 1 1.8 4 1.7 8 1.7 2
c. Daya dan Efisiensi Pompa - Daya air
Daya air adalah energi yang secara efektif diterima oleh air dari pompa per satuan waktu. Daya air dirumuskan sebagai berikut :
Pw = γ QH
Keterangan :
Pw = daya air
γ = bobot isi air (kN/m3)
Q = kapasitas (m3/detik)
H = head total (m) - Daya poros
Daya poros yang diperlukan untuk menggerakkan pompa adalah sama dengan daya air ditambah kerugian daya di dalam pompa. Daya poros dirumuskan sebagai berikut :
P = Pw / η p
Keterangan :
Pw = daya air
η p = efisiensi pompa
- Efisiensi pompa
Efisiensi pompa didefinisikan sebagai nisbah antara tenaga yang dikeluarkan
(power output) dan tenaga masukan (power input). Efisiensi pompa dirumuskan
η tot
=
η manox
η vx
η mek Keterangan :η tot = efisiensi total pompa η mano = efisiensi manometrik η v = efisiensi volumetrik
η mek= efisiensi mekanis
d. Pipa
Pipa berfungsi sebagai sarana untuk mengeluarkan zat cair dari suatu tempat menuju tempat lainnya. Zat cair yang mengalir dalam pipa akan mengalami gesekan pada dinding sebelah dalam pipa. Besar kecilnya gesekan yang terjadi dipengaruhi oleh jenis zat cair yang mengalir dan jenis pipa yang digunakan.
2.6.3. Kolam Pengendapan (Settling Pond)
Kolam pengendapan untuk daerah penambangan, adalah kolam yang dibuat untuk menampung dan mengendapkan air limpasan yang berasal dari daerah penambangan maupun daerah sekitar penambangan. Nantinya air tersebut akan dibuang menuju tempat penampungan air umum seperti sungai maupun danau.
Kolam pengendapan berfungsi untuk mengendapkan lumpur-lumpur, atau material padatan yang bercampur dengan air limpasan yang disebabkan adanya aktivitas penambangan maupun karena erosi. Disamping tempat pengendapan, kolam pengendapan juga dapat berfungsi sebagai tempat pengontrol kualitas dari air yang akan dialirkan keluar kolam pengendapan, baik itu kandungan materialnya, tingkat keasaman ataupun kandungan material lain yang dapat membahayakan lingkungan.
a. Bentuk kolam pengendapan
pengendapan material padatan, dapat dilihat pada Gambar 2.4. Keempat zona tersebut adalah :
1. Zona masukan (Inlet), adalah tempat masuknya aliran air berlumpur kedalam kolam pengendapan.
2. Zona pengendapan (Settlement zone), adalah tempat partikel akan mengendap, material padatan di sini akan mengalami proses pengendapan di sepanjang saluran masing-masing cek dam.
3. Zona endapan lumpur (Sediment zone), adalah tempat dimana partikel padatan dalam cairan mengalami sedimentasi dan terkumpul pada bagian bawah saluran pengendap.
4. Zona keluaran (Outlet), adalah tempat keluarnya buangan cairan yang relatif bersih, zona ini terletak pada akhir saluran.
Gambar 2.4.
Zona – Zona pada Kolam Pengendapan
b. Perhitungan prosentase pengendapan
Untuk menentukan luas kolam pengendapan dapat dihitung berdasarkan hal-hal sebagai berikut :
1. Diameter partikel padatan yang keluar dari kolam pengendapan tidak boleh lebih dari 9 x 10-6 m, karena akan menyebabkan pendangkalan dan kekeruhan
sungai.
2. Kekentalan air.
3. Partikel dalam lumpur adalah material yang sejenis. 4. Kecepatan pengendapan material.
Gambar 2.5.
Aliran Air pada Kolam Pengendapan Keterangan pada gambar :
b = lebar kolam pengendapan (m) Vh = kecepatan mendatar partikel (m/s) Vt = kecepatan pengendapan (m/s) H = kedalaman kolam pengendapan (m)
P = panjang kolam pengendapan (m)
Debit padatan yang terkandung dalam lumpur pada kolam pengendapan :
Qsolid (Qs) = Qair x %TSS
Keterangan :
Qs = debit padatan (m³/detik) Qair = debit air (m³/detik)
%TSS = nilai Total Suspended Solid (%), (1% TSS = 10.000 mg/liter)
Waktu yang dibutuhkan oleh partikel untuk mengendap adalah :
tv = vh t
Keterangan :
tv = waktu pengendapan partikel (menit) vt = kecepatan pengendapan partikel (m/detik) h = kedalaman saluran (m)
Kecepatan air dalam kolam :
vh = Qtotal
A
Keterangan :
vh = kecepatan mendatar partikel (m/detik)
Qtotal = debit aliran yang masuk ke kolam pengendapan (m³/detik)
Waktu yang dibutuhkan partikel untuk keluar dari kolam pengendapan dengan kecepatan vh adalah :
th = vP h
Keterangan :
th = waktu yang dibutuhkan partikel untuk keluar dari kolam pengendapan (menit)
vh = kecepatan mendatar partikel (m/detik)
P = panjang kolam pengendapan (m)
Dalam proses pengendapan ini partikel mampu mengendap dengan baik jika tv tidak lebih besar dari th. Sebab, jika waktu yang diperlukan untuk mengendap lebih kecil dari waktu yang diperlukan untuk mengalir ke luar kolam atau dengan kata lain proses pengendapan lebih cepat dari aliran air maka proses pengendapan dapat terjadi.
Prosentase pengendapan dirumuskan sebagai berikut :
=
% 100 x n pengendapa waktu keluar air dibutuhkan yang waktu keluar air dibutuhkan yang waktu Dari perumusan di atas, dapat disimpulkan bahwa semakin besar ukuran partikel maka semakin cepat proses pengendapan serta semakin besar pula persentase partikel yang berhasil diendapkan.
c. Penentuan letak kolam pengendapan
Dalam menentukan letak kolam pengendapan ada beberapa hal yang harus diperhatikan, antara lain :
1. Diluar area penambangan. 2. Dekat dengan sarana penyaliran.
3. Tidak mengganggu kegiatan penambangan.
BAB III
RENCANA PENYELESAIAN PENELITIAN
3.1. PENGOLAHAN DAN ANALISIS DATA
3.1.1. Analisis Data curah hujan
Dalam penelitian ini pengolahan data curah hujan dilakukan untuk mendapatkan besarnyanilai curah hujan dan intensitas curah hujandalam satu jam. Hujan rencana ini ditentukandari hasil analisis frekuensi data curah hujanyang tersedia dengan menggunakan metode partial duration series, yaitu dengan mengambil/mencatat curah hujan maksimumperiode 2004–2009 dengan mengabaikan waktukejadian hujan (Tabel 4.1) . Berdasarkan datacurah hujan, diperoleh data curah hujan rata– rata 77,17 mm/hari, dan curah hujan maksimum terjadi bulan januari–juni dengancurah hujan tertinggi sebesar 121 mm/hari.
Analisis data curah hujan dilakukan dengan menggunakan metode distribusi Gumbel,meliputi sbb:
2. Menentukan nilai reduced variates
3. Penentuan reduced means
4. Perhitungan Koreksi Simpangan ( Reduced standart deviation )
5. Perhitungan Curah Hujan Rencana
Perhitungan curah hujan rencana ditentukan dengan distribusi gumbel.
3.1.2. Debit Air
Debit air yang masuk ke dalam pit diasumsikan adalah dari air limpasan yang mengalir dari ketinggian.
3.1.3. Debit air Tanah
Studi hidrogeologi pada daerah penambangan di Pit 1 belum pernah dilakukan,sehingga dilakukan tinjauan langsung terhadap pengaruh air tanah pada
Pit 1. Hasil tinjauan lapangan menunjukkan pada lereng-lereng jenjang di lokasi penelitian tidak memperlihatkan adanya rembesan air tanah meskipun pada musim hujan. Lapisan batupasir dan batulempung menunjukkan sifat permeabilitas yang kecil. Pengamatan terhadap peta geologi daerah penelitian menunjukkan bahwa daerah penelitian termasuk dalam Formasi Pamaluan dengan batuan penyusunnya adalah batulempung, batulanau, dan serpih, dengan sisipan batubara dan batupasir. Dengan melihat hal tesebut dapat diasumsikan bahwa air tanah yang ada didaerah penambangan tidak terlalu berpengaruh terharap aktivitas penambangan.
3.1.4. Debit limpasan
Debit limpasan yang akan masuk ke pit dihitung dengan menggunakan parameter waktu konsentrasi, intensitas curah hujan, koefisien air limpasan dan
catchment area.
1) Waktu konsentrasi
Jarak yang ditempuh oleh air untuk mengalir di atas permukaan menuju sump adalah 734 m dengan kemiringan tanah 8,6%. Waktu konsentrasi untuk sump adalah 8,14 menit.
2) Intensitas curah hujan
3) Daerah tangkapan hujan (catchment Area)
Luas daerah tangkapan hujan dihitung dengan menggunakan program Autocad 2008. Besarnya luas daerah tangkapan hujan adalah 0,8 km.
4) Koefisien air limpasan
Nilai koefisien limpasan (C) untuk kajian teknis sistem penyaliran adalah 0,75 dengan pertimbangan bahwa kondisi pada lokasi penelitian adalah dasar pit dan jenjang (pit floor and bench).
Debit air lampisan adalah debit air hujan rencana dalam suatu daerah tangkapan hujan yang diperkirakan akan masuk ke dalam lokasi tambang. Perhitungan debit air limpasan menggunakan persamaan rasional :
3.1.5. Sump
3.1.6. Pemompaan dan pemipaan
3.1.7. Saluran
Air yang masuk ke sump kemudian dipompa keluar dari tambang dan dialirkan melewati saluran terbuka menuju kolam pengendapan. Hasil pengamatan di lapangan, saluran terbuka yang ada berada pada sebelah barat sump, sehingga air dipompa kearah barat menuju saluran terbuka. Saluran yang digunakan adalah saluran berbentuk trapezium karena lebih mudah dalam pembuatan dan perawatannya, baik dengan tenaga manusia maupun dengan alat-alat mekanis . Kelebihan bentuk ini dapat menampung volume air yang lebih besar. Penentuan dimensi saluran terbuka menggunakan persamaan Manning.
3.1.8. Kolam Pengendapan
Kolam pengendapan (settling pond) akan ditempatkan pada sebelah barat
berbentuk zigzag yang disesuaikan dengan kondisi lapangan. Kolam pengendapan yang dibuat terdiri atas 4 zona yaitu:
1. Zona masukan (inlet zone)
Zona ini berfungsi sebagai tempat masuknya air yang bercampur dengan padatan dalam bentuk lumpur ke dalam kolam pengendapan.
2. Zona pengendapan (settlement zone)
Zona ini berfungsi sebagai tempat partikel padatan untuk mengendap secara maksimal.
3. Zona endapan lumpur (sediment zone)
Zona ini merupakan tempat material padatan yang bercampur bersama air akan mengalami sedimentasi.
4. Zona keluaran (outlet zone)
Perawatan terhadap kolam pengendapan (settling pond) perlu dilakukan untuk menjaga agar tidak terjadi pendangkalan. Upaya perawatan dilakukan secara teratur melalui pengerukan material sedimen pada dasar kolam pengendapan (settling pond). Selatan adalah 1 buah pompa Multiflo 390. Pipa yang akan digunakan yaitu pipa polyethylene. Sedangkan Dimensi Saluran Terbuka yang dibuat berbentuk trapezium yang akan mampu mengalirkan debit maksimum 0,59 m /detik. Dan Kolam pengendapan yang akan dibuat , berupa kolam berbentuk zig-zag. Dimensi kolam yang dibuat yaitu panjang 90,4 m, lebar 20 m, dan kedalaman 5 m
3.2. PEMBUKTIAN MASALAH
Penyaliran Tambang (Mine drainage)
Penyaliran tambang adalah mencegah air masuk ke lokasi penambangan dengan cara membuat saluran terbuka sehingga air limpasan yang akan masuk ke lubang bukaan dapat langsung dialirkan ke luar lokasi penambangan. Upaya ini umumnya dilakukan untuk penanganan air tanah yang berasal dari sumber air permukaan.
Beberapa metode penyaliran tambang (mine drainage) adalah sebagai berikut:
a. Metode Siemens
Pada setiap jenjang dari kegiatan penambangan dipasang pipa ukuran 8 inch, di setiap pipa tersebut pada bagian ujung bawah diberi lubang-lubang, pipa yang berlubang ini berhubungan dengan air tanah, sehingga di pipa bagian bawah akan terkumpul air, yang selanjutnya dipompa ke atas secara seri dan selanjutnya dibuang.
b. Metode Elektro Osmosis
dari tanah lempung itu sendiri. Untuk mengatasi hal tersebut, maka diperlukan cara elektro osmosis. Pada metode ini digunakan batang anoda serta katoda. Bila elemen-elemen ini dialiri listrik, maka air pori yang terkandung dalam batuan akan mengalir menuju katoda (lubang sumur) yang kemudian terkumpul dan dipompa keluar.
Cekungan yang terjadi akibat penambangan memerlukan penanganan akibat dari sifat air yang mengalir dari tempat tinggi ke tempat yang rendah. Untuk itu diperlukan manajemen system penaliran tambang yang baik.
Dalam penanganannya penyaliran tambang tidak lepas dari keadaan geologi lingkungan sekitar sehingga perlu melihat kenampakan alam untuk implementasi di lapangan.
4. Super Conducting
Memisahkan Material yang memiliki perbedaan sifat magnet yang sangat kecil ( Feromagnetik dengan Feromagnetik yang super konduktif )
2.7. Perhitungan
Kadar
Dalam hal ini perhitungan kadar akan di titik beratkan pada mineral utama pasir besi yaitu Si, S, Cr, Mn, Ti, Al, Fe, C.
Derajat Kemagnetan
Perhitungan Derajat kemagnetan akan dilakukan dengan alat magnetic separator dimana pasir besi yang tertarik oleh magnet akan dibagi dengan jumlah keseluruhan feed kemudian dikalikan 100%. Dalam hal ini derajat kemagnetan tidak dipengaruhi/ terlepas dari derajat liberasi.
Material Balance
Perhitungan Material Balance ditujukan untuk menjadi indicator kesetimbangan.
Nisbah Konsentrasi
adalah salah satu kriteria keberhasilan pengolahan. Dengan rumus Feed dibagi dengan C (berat konsentrat) K=F/C
% Kehilangan
% Loose
Yaitu indikator banyaknya tailing pada masukan atau feed. % loose adalah tailing dibagi dengan feed.
% Recovery
Yaitu salah satu indikator keberhasilan PBG dimana bila nilai % recovery tinggi maka tingkat keberhasilan PBG semakin tinggi. %R = C.c / F.f
Diagram Analitik
Dimana di akhir pengolahan data akan dilakukan pembuatan diagram untuk menganalisis hasil dari penelitian.
I. RENCANA JADWAL KEGIATAN PENELITIAN
II. RENCANA DAFTAR PUSTAKA
Sudaryanto, Untung Sukamto, 2014. Petunjuk Praktikum Pengolahan Bahan
Galian. Laboratorium Pengolahan Bahan Galian. Program Studi Teknik
Pertambangan. Fakultas Teknologi Mineral. UPN “Veteran” Yogyakarta.
Barry A. Wills, James Finch. 2016. Will’s Mineral Proccesing Technology (Eight Edition). Elsevier ltd. UK.
