OPTIMALISASI RECOVERY DAN KADAR KONSENTRAT PADA PENCUCIAN PASIR BESI MENGGUNAKAN
ALAT SLUICE BOX SKALA LABORATORIUM S K R I P S I
PAPANG RIZKY FAIZA F1D117011
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI
2023
ALAT SLUICE BOX SKALA LABORATORIUM
S K R I P S I
Diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Pertambangan
PAPANG RIZKY FAIZA F1D117011
PROGRAM STUDI TEKNIK PERTAMBANGAN JURUSAN TEKNIK KEBUMIAN
FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS JAMBI
2023
i
HALAMAN PERNYATAAN
Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi ini benar-benar karya sendiri. Sepanjang pengetahuan saya tidak terdapat karya atau pendapat yang ditulis atau diterbitkan orang lain kecuali sebagai acuan atau kutipan dengan mengikuti tata penulisan karya ilmiah yang baik dan benar.
Tanda tangan yang tertera dalam halaman pengesahan adalah asli. Jika tidak asli, saya siap menerima sanksi sesuai dengan peraturan yang berlaku.
Jambi, 31 Januari 2023 Yang menyatakan,
Papang Rizky Faiza F1D117011
LEMBAR PENGESAHAN
Skripsi dengan judul OPTIMALISASI RECOVERY DAN KADAR KONSENTRAT PADA PENCUCIAN PASIR BESI MENGGUNAKAN ALAT SLUICE BOX SKALA LABORATORIUM yang disusun oleh PAPANG RIZKY FAIZA, dengan NIM:
F1D117011 telah dipertahankan di depan tim penguji pada tanggal 31 Januari 2023 dan dinyatakan lulus.
Susunan Tim Penguji:
Ketua : Ir. Aditya Denny Prabawa, S.T., M.T.
Anggota : 1. Wahyudi Zahar S.T., M.T.
2. Jarot Wiratama S.T., M.T.
Disetujui : Pembimbing 1
Dr. Lenny Marlinda, S.T., M.T.
NIP. 197909062008122002
Pembimbing 2
M. Ikrar Lagowa, S.T., M.Eng.Sc.
NIP. 198902142019031011
Diketahui : Dekan
Fakultas Sains dan Teknologi
Drs. Jefri Marzal, M.Sc., D.I.T.
NIP. 196806021993031004
Ketua Jurusan Teknik Kebumian
Dr. Lenny Marlinda, S.T., M.T.
NIP. 197909062008122002
iii
RINGKASAN
Pengolahan dan pemurnian merupakan salah satu kegiatan yang dilakukan dalam pertambangan. Dimana kegiatan ini bertujuan untuk meningkatkan kadar mineral dan/atau batubara serta untuk memanfaatkan dan memperoleh mineral ikutan. Salah satu alat pengkonsentrasi mineral sederhana yang menerapkan metode gravitasi atau memanfaatkan berat jenis mineral adalah sakhan (Sluice box). Sluice box merupakan alat salah satu alat pemisah yang menerapkan beberapa parameter dalam pengoperasiannya seperti ukuran dimensi dan jenis bahan box, model dan jarak riffle, sudut kemiringan, debit air, dan saringan atau jenis karpet yang digunakan. Dalam penelitian kali ini dilakukan percobaan untuk dapat mengoptimasi dari alat sluice box skala laboratorium terhadap hasil kadar konsentrat dan recovery hasil pencucian. Penelitian ini dilakukan di laboratorium teknik pertambangan Universitas Jambi. Feed yang digunakan dalam penelitan ini adalah campuran pasir besi dan pasir biasa. Adapun parameter yang diubah untuk mencapai optimalisasi alat yaitu debit air, dan kemiringan alat. Debit air yang dipakai dalam penelitian ini yaitu 16 L/menit (Q1), 30 L/menit (Q2), dan 50 L/menit (Q3). Sedangkan kemiringan alat yang digunakan adalah 3º, 5º, dan 8º. Untuk mencari kadar konsentrat dari setiap sampel hasil pencucian menggunakan metode grain counting analysis dimana perhitungan kadar ini dilakukan di laboratorium Agroindustri dan Tanaman Obat, Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi. Dari hasil pencucian yang telah dilakukan maka didapatkanlah hasil perhitungan dari kadar konsentrat dan recovery. Untuk mencapai nilai kadar konsentrat paling tinggi maka kombinasi dari debit air dan kemiringan alat yang digunakan adalah debit air 50 L/menit dengan kemiringan alat 8 º dengan nilai kadar konsentrat yaitu mencapai 57,18 persen. Sedangkan untuk perolehan recovery yang dihasilkan yaitu pada debit air Q1 memiliki rata rata recovery yaitu 74,96 persen, rata-rata recovery pada Q2 yaitu 76,6 persen, dan rata-rata recovery pada Q3 adalah 86,43 persen. Agar mendapatkan kinerja dari alat yang optimal maka diperlukan kombinasi dari debit air dan kemiringan alat yang tepat. Dari hasil pencucian maka untuk mencapai optimasi pencucian maka diperlukan debit air yang tinggi dan kemiringan alat yang tidak terlalu datar dan juga tidak terlalu miring
Kata kunci : Sluice Box, Debit air, Kemiringan Alat, Kadar Konsentrat, Recovery.
SUMMARY
Processing and refining are one of the activities carried out in mining. This activity aims to increase the assay of minerals or coal and utilize and obtain associated minerals. A sluice box is a simple mineral concentrate tool that applies the gravity method or utilizes mineral density. A sluice box is a separator that applies several parameters, such as dimensions and type of box material, riffle model and distance, tilt angle, water discharge, and filter or type of carpet used. In this research, an experiment was carried out to optimize the sluice box on a laboratory scale for concentration levels and recovery of washing results. This research was conducted at the Jambi University mining engineering laboratory. The feed used in this research is a mixture of iron sand and ordinary sand. The parameters that are changed to achieve optimization of the tool are water discharge and slope of the tool. The water debits used in this study were 16 L/minute (Q1), 30 L/minute (Q2), and 50 L/minute (Q3). At the same time, the slope of the tool used is 3º, 5º, and 8º. To find the full content of each washed sample using the grain counting analysis method, where the calculation of this level is carried out in the Agro- industry and Medicinal Plants Laboratory, Faculty of Science and Technology, University of Jambi. The calculation results of concentrate and recovery levels are obtained from the washing that has been done. To achieve the highest concentration value, the combination of water discharge and the slope of the tool used is a water discharge of 50 L/minute with a slope of 8ºwith a concentration value of 57.18 percent. Meanwhile, the resulting recovery gain is u at the Q1 water discharge has an average recovery of 74.96 percent, an average recovery in Q2 of 76.6 percent, and an average recovery in Q3 of 86.43 percent. To get optimal performance from the tool, a combination of water discharge and the proper slope of the tool is needed. From the washing results, a high water discharge is needed, and the slope of the tool is not too flat nor too tilted to achieve optimization of washing.
Keywords: Sluice Box, Water discharge, Tool slope, Concentrate grade, recovery.
v
RIWAYAT HIDUP
Penulis bernama Papang Rizky Faiza, dilahirkan pada tanggal 3 September 1999 di Kota Lubuklinggau, Provinsi Sumatera Selatan.
Penulis merupakan putra pertama dari dua bersaudara, anak dari pasangan suami istri Bapak Sahrianto dan Ibu Erni Melati Sari.
Alamat rumah penulis yaitu di Jalan Masjid Taqwa, Kelurahan Siring agung, Kecamatan Lubuklinggau Selatan II, Kota Lubuklinggau Provinsi Sumatera Selatan. Penulis menyelesaikan pendidikan Sekolah dasar di SD Negeri 60 Lubuklinggau pada tahun 2011, menyelesaikan Sekolah Menengah Pertama di SMP N 11 Lubuklinggau pada tahun 2014, dan menyelesaikan Sekolah Menengah Atas di SMA N 1 Lubuklinggau pada tahun 2017. Penulis melanjutkan pendidikan perguruan tinggi di Universitas Jambi Fakultas Sains dan Teknologi Jurusan Teknik Kebumian Program Studi Teknik Pertambangan.
KATA PENGANTAR
Dengan memanjatkan segala puji dan syukur kehadirat Allah SWT atas berkah, rahmat dan hidayah-Nya yang senantiasa dilimpahkan kepada penulis, sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi dengan judul “Optimalisasi Recovery dan Kadar Konsentrat Pada Pencucian Pasir Besi Menggunakan Alat Sluice Box Skala Laboratorium”. Skripsi ini untuk salah satu syarat menyelesaikan studi serta untuk memperoleh Gelar Sarjana pada Program Studi Teknik Pertambangan.
Penulis menyadari bahwa skripsi ini tidak mungkin selesai tanpa adanya dukungan, bantuan, bimbingan, dan nasehat dari berbagai pihak selama penyusunan skripsi ini. Dengan segala kerendahan hati penulis mengucapkan terima kasih yang setulusnya kepada:
1. Kedua Orang Tua Penulis, Bapak Sahrianto, S.pd., M.pd. dan Ibu Erni Melati Sari S.pd., M.pd. yang selalu memberikan kasih saying, do’a, nasehat, dukungan, dan semangat sehingga penulis dapat menyelesaikan studi strata 1 di Universitas Jambi. Penulis berharap dapat menjadi anak yang dibanggakan
2. Drs. Jefri Marzal, M.Sc., D.I.T. Selaku Dekan Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi.
3. Ibu Dr. Lenny Marlinda, S.T., M.T. selaku Ketua Jurusan Teknik Kebumian Universitas Jambi.
4. Bapak M. Ikrar Lagowa, S.T, M.Eng.Sc selaku Koordinator Program Studi Teknik Pertambangan Universitas Jambi.
5. Ibu Yosa Megasukma, S.T.,M.T selaku Pembimbing Akademik.
6. Ibu Dr. Lenny Malinda, S.T., M.T. dan Bapak . Ikrar Lagowa, S.T, M.Eng.Sc selaku Pembimbing Tugas Akhir sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik.
7. Seluruh Dosen Jurusan Teknik Kebumian khususnya Teknik Pertambangan yang telah memberikan support dan ilmu yang sangat bermanfaat sehingga penulis dapat menyelesaikan semua tahapan perkuliahan hingga penulisan skripsi.
8. Bapak Ir. Hari Wiki Utama, S.T., M.Eng. Selaku Kepala Laboratorium Kebumian dan Geospasial yang telah membantu penulis untuk pengambilan dan perhitungan data Kadar sampel.
9. Ibu Frastica Deswardani, S.Si., M. Si. Selaku Kepala Laboratorium Agroindustri Tanaman Obat dan Bioteknologi.
vii
10. Ibu Suarmaini selaku laboran di Laboratorium Agroindustri Tanaman Obat dan Bioteknologi yang telah membimbing dalam penggunaan alat laboratorium.
11. Bapak Ir. Itang Ahmad Mahbub, M.P Selaku Kepala Laboratorium Kesuburan Tanah, Fakultas Pertanian.
12. Bapak Stevie Pranata, S.T. dari UD. Teratai Teknik yang telah membantu dalam pembuatan alat sluice box skala laboratorium.
13. Jihan Sausan selaku perancang alat Sluice box skala laboratorium dan rekan seperjuangan dalam pengambilan data.
14. Bang Irfandy Syafutra S.T. yang telah memberikan penulis refrensi awal dalam pembuatan skripsi.
15. Rekan rekan dari Angkatan 2017 (AIR) yang telah banyak membantu penulis tang tidak dapat disebutkan satu per satu.
Dalam Penulisan skripsi ini masih banyak kekurangan dan kesalahan, karena itu segala kritik dan saran yang membangun akan menyempurnakan penulisan skripsi ini serta bermanfaat bagi penulis dan para pembaca.
Jambi ,31 Januari 2023 Penulis,
Papang Rizky Faiza
DAFTAR ISI
HALAMAN PERNYATAAN ... i
LEMBAR PENGESAHAN ... ii
RINGKASAN ... iii
SUMMARY ... iv
RIWAYAT HIDUP ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR TABEL ... x
DAFTAR GAMBAR ... xi
DAFTAR LAMPIRAN ... xii
I. PENDAHULUAN ... 1
1.1 Latar Belakang ... 1
1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah ... 2
1.3 Maksud dan Tujuan ... 2
1.4 Batasan Masalah ... 2
1.5 Manfaat Penelitian ... 2
II. TINJAUAN UMUM ... 3
2.1 Pasir besi ... 3
2.1.1 Proses pembentukan dan keterdapatan pasir besi ... 3
2.1.2 Mineral ikutan pasir besi ... 4
2.2 Pengolahan Bahan Galian ... 4
2.3 Konsentrasi gravitasi ... 5
2.3.1 Kriteria Konsentrasi ... 5
2.3.2 Parameter Konsentrasi Gravitasi ... 6
2.4 Sluice box ... 9
2.5 Hasil Penelitian Sebelumnya ... 10
III. METODOLOGI PENELITIAN ... 13
3.1 Tempat dan Waktu ... 13
3.2 Alat dan Bahan ... 13
ix
3.2.1 Alat ... 13
3.2.2 Bahan ... 16
3.3 Metode Penelitian dan Analisis Data ... 16
3.3.1 Studi Literatur ... 16
3.3.2 Persiapan bahan ... 16
3.3.3 Analisis Perhitungan Kadar (Grain Counting Analysis) ... 17
3.3.4 Analisis Kadar Umpan ... 18
3.3.5 Proses Pencucian Pasir Besi Menggunakan Sluice Box ... 20
3.3.6 Perolehan Hasil Pencucian ... 20
3.3.7 Pengolahan Data ... 20
3.4 Diagram Alir Penelitian ... 22
IV. HASIL DAN PEMBAHASAN ... 23
4.1 Proses Persiapan dan Pencucian Pasir Besi ... 23
4.1.1 Persiapan Debit Air yang Digunakan ... 23
4.1.2 Persiapan Kemiringan Alat yang Digunakan ... 23
4.1.3 Kecepatan Aliran Pada Alat ... 24
4.1.4 Hasil Pencucian Pasir Besi ... 24
4.2 Nisbah Konsentrasi Pengolahan ... 26
4.3 Analisis Kadar Konsentrat ... 27
4.3.1 Analisis Ukuran Butir Konsentrat. ... 27
4.3.2 Analisis Kadar Mineral Hematite Pada Konsentrat dan Tailing ... 29
4.3.3 Pengaruh Debit Air Terhadap Kadar Konsentrat ... 29
4.3.4 Pengaruh Kemiringan Terhadap Kadar Konsentrat ... 31
4.4 Pengaruh Debit Air dan Kemiringan Terhadap Recovery ... 32
V. KESIMPULAN DAN SARAN ... 37
5.1 Kesimpulan ... 37
5.2 Saran ... 37
DAFTAR PUSTAKA ... 38
LAMPIRAN ... 40
DAFTAR TABEL
Tabel Halaman
1. Pembagian kriteria konsentrasi ... 6
2. Rincian Jadwal Kegiatan ... 13
3. Tabel Matriks percobaan yang akan dilakukan. ... 17
4. Perolehan kadar pasir besi ... 18
5. Perolehan kadar umpan ... 19
6. Hasil perhitungan denit air ... 23
7. Hasil perhitungan ketinggian penyangga alat ... 24
8. Hasil perhitungan kecepatan aliran air ... 24
9. Daftar hasil pencucian Sluice box ... 25
10. Hasil perhitungan nisbah konsentrasi ... 26
11. Distribusi ukuran butir setiap sampel ... 27
12. Hasil perhitungan kadar setiap sampel ... 29
13. Tabel perbandingan kadar konsentrat terhadap debit air ... 30
14. Tabel Perbandingan kadar konsentrat terhadap kemiringan alat ... 31
15. Hasil perhitungan recovery... 33
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar Halaman
1. Kotak Perhitungan GCA ... 16
2. Sluice box yang digunakan ... 23
3. Busur Derajat... 23
4. Pompa air ... 15
5. Shieve shaker ... 15
6. Umpan yang digunakan dalam penelitian... 25
7. Diagram Perbandingan Losses ... 25
8. Proses pengayakan sampel ... 36
9. Grafik Perbandingan Kadar Konsentrat terhadap Debit Air ... 30
10. Diagram Perbandingan Kadar konsentrat terhadap kemiringan ... 32
11. Diagram perbandingan Recovery antar sampel ... 33
12. Perbandingan Recovery dan kadar konsentrat pada Debit Q1 ... 44
13. Perbandingan Recovery dan kadar konsentrat pada Debit Q2 ... 35
14. Perbandingan Recovery dan kadar konsentrat pada Debit Q2 ... 35
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran Halaman
1. Perhitungan Debit Air ... 40
2. Kecepatan Aliran Air yang keluar dari Pipa ... 41
3. Perhitungan Ketinggian Penyangga Alat ... 42
4. Perhitungan Kecepatan Laju Aliran Air Pada Alat... 43
5. Perhitungan kadar hematite dengan Grain Counting Anlaysis ... 47
6. Perhitungan Recovery Konsetrat Hematite ... 67
7. Diagram Distribusi ukuran butir ... 69
8. Grafik Perolehan Massa Konsentrat ... 76
9. Kadar Per Sampel ... 77
10. Diagram perbandingan Recovery ... 79
11. Foto mikroskopis hasil Identifikasi Mineral Dalam Sampel ... 81
12. Deskripsi Mineral Pada Sampel Hasil Pencucian ... 82
13. foto sampel mikrospis perhitungan GCA ... 89
14. Denah Rangka Sluice Box……….….122
1 I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Pengolahan dan pemurnian merupakan salah satu kegiatan yang dilakukan dalam pertambangan. Dimana kegiatan ini bertujuan untuk meningkatkan kadar mineral dan/atau batubara serta untuk memanfaatkan dan memperoleh mineral ikutan. Sebelum merancang kegiatan pengolahan mineral maka terlebih dahulu harus memahami karakteristik mineral dan mineralogi dari mineral yang akan diolah. Hal ini dilakukan agar mendapatkan metode yang tepat untuk bahan galian yang akan diolah sehingga bahan galian memiliki kadar konsentrat yang tinggi dan sedikit mengandung mineral pengotor.
Pemisahan mineral dapat dilakukan dengan memanfaatkan perbedaan berat jenis mineral (specific gravity). Berat jenis mineral adalah berat relatif suatu mineral terhadap air. Maka dari itu maka diperlukan alat yang tepat untuk mempermudah proses konsentrasi ini sehingga dapat dilakukan secara optimal.
Salah satu alat pengkonsentrasi mineral sederhana yang menerapkan metode gravitasi atau memanfaatkan berat jenis mineral adalah sakhan (Sluice box). Sluice box merupakan alat salah satu alat pemisah yang menerapkan beberapa parameter dalam pengoperasiannya seperti ukuran dimensi dan jenis bahan box, model dan jarak riffle, sudut kemiringan, debit air, dan saringan atau jenis karpet yang digunakan. Parameter-parameter tersebut saling berhubungan sehingga dalam membangun suatu alat sakhan (Sluice box) tersebut diperlukan perhitungan yang tepat sehingga kerja alat dapat optimal dalam melakukan pemisahan atau pengkonsentrasian mineral. Untuk alat sluice box skala laboratorium yang telah selesai dibuat, maka parameter yang dapat diubah untuk memaksimalkan kinerja dari sluice box adalah sudut kemiringan alat dan debit air yang digunakan.
Dalam penelitian yang telah dilakukan oleh Ludiansyah, dkk (2018) menyatakan bahwa sluice box untuk pemisahan pasir besi dengan kemiringan 30 memiliki recovery yang tidak lebih besar dari 40%. Dan dilakukan lagi percobaan dengan kemiringan 50 dan 80 dan menghasilkan nilai recovery 70%.
Lalu pada penelitian yang dilakukan oleh Setiawan, Dkk (2019) menggunakan alat konsentrasi gravitasi lainya yaitu secondary box dilakukan percobaan dengan menggunakan parameter kecepatan aliran air dan debit aliran dengan bahan pasir pasir besi, hasil dari penelitian yang dilakukan dengan titik kritis pada debit aliran 20,5 liter/menit didapatkan hasil recovery mencapai 76%.
Maka dari itu dilakukan dengan kombinasi parameter debit air dan kemiringan alat.
1.2 Identifikasi dan Perumusan Masalah Rumusan masalah dari penelitian ini yaitu:
1. Bagaimana pengaruh debit air dan kemiringan pada Sluice box terhadap recovery yang dihasilkan.
2. Bagaimana pengaruh debit air dan kemiringan pada Sluice box terhadap kadar konsentrat yang dihasilkan.
3. Bagaimana mengoptimalkan kinerja Sluice box berdasarkan debit air dan kemiringan agar recovery dan kadar konsentrat yang dihasilkan optimal pada material pasir besi.
1.3 Maksud dan Tujuan
Maksud dan tujuan dari dilakukannya penelitian ini antara lain:
1. Mengetahui pengaruh debit air dan kemiringan alat dalam pencapaian recovery yang dihasilkan pada material pasir besi.
2. Mengetahui pengaruh debit air dan kemiringan alat dalam pencapaian kadar konsentrat yang dihasilkan pada material pasir besi.
3. Mengetahui optimalisasi kinerja alat berdasarkan debit air dan kemiringan alat pada material pasir besi.
1.4 Batasan Masalah
Adapan batasan masalah pada penelitian ini yaitu: :
1. Penelitian tidak menghitung kriteria konsentrasi pada umpan.
2. Umpan merupakan campuran pasir besi dan pasir biasa (bukan endapan alluvial)
1.5 Manfaat Penelitian
Manfaat pada penelitian ini yaitu:
1. Sebagai materi tambahan dan perbandingan pengetahuan bagi mahasiswa pada pengolahan bahan galian.
2. Sebagai pembanding untuk penelitian berikutnya terutama penelitian yang relevan.
3. Sebagai perbandingan antara teori terhadap pelaksanaan sehingga dapat dijadikan acuan untuk diaplikasikan pada kegiatan pengolahan bahan galian.
4. Alat dapat digunakan sebagai alat praktikum pengolahan bahan galian.
5. Hasil penelitian dapat digunakan sebagai landasan dalam praktikum pengelohan bahan galian kedepannya.
3 II. TINJAUAN UMUM
2.1 Pasir besi
Pasir besi merupakan endapan placer yang sering dijumpai di Indonesia terutama di sepanjang pantai sebagai endapan alluvial pantai. Pasir besi terbentuk karena proses penghancuran batuan asal yang kemudian terjadi pelapukan karena cuaca dan air permukaan dan selanjutnya tertransportasi.
Transportasi oleh air laut kemudian mengakumulasi endapan pasir besi sehingga menjadi pasir besi yang memiliki nilai ekonomis.
2.1.1 Proses pembentukan dan keterdapatan pasir besi
Menurut Prabowo, (2011) Berdasarkan lokasi pembentukan endapan bijih besi maka dapat dibedakan menjadi 3 yaitu; endapan besi primer yang terjadi akibat proses hidrotermal, endapan besi laterit yang terjadi akibat proses pelapukan dan yang ketiga endapan pasir besi yang terjadi akibat proses rombakan dan sedimentasi secara kimia dan fisika,
Genesa dari endapan pasir besi ditentukan oleh beberapa faktor yaitu batuan asal, media transportasi, proses serta tempat pengendapanya, proses perombakan, serta tempat pengendapannya. Sumber dari endapan pasir besi sebagian besar berasal dari batuan gunung api yang bersifat basaltik dan andesituk. Proses perombakan yang terjadi pada endapan pasir besi yaitu dikarenakan oleh pelapukan akibat air hujan maupun pelapukan akibat panas dan hujan yang kemudian mengakibatkan butiran akan terlepas dari batuan asalnya. Sedangkan media transportasi dari pasir besi yaitu; aliran sungai maupun gelombang dan arus air laut.
Berdasarkan dengan tempat pengendapanya endapan pasir besi terbagi menjadi
1. Placer residual, dimana dimana mineral pembentuk akan terakumulasi langsung diatas batuan sumbernya . endapan ini terbentuk pada permukaan tanah yang hampir rata, dimana terdapat mineral ringan yang tahan reaksi kimia.
2. Placer elluvial, dimana mineral atau bijih akan terendapkan diatas lereng bukit pada sumbernya.
3. Placer sungai atau alluvial, diama endapan placer ini endapan pasir besi akan tertransportasi dengan air sungai. Fraksi mineral berat akan berukuran lebih kecil dibandingakan dengan fraksi mineral ringan. Hal ini terjadi karena mineral berat pada batuan sumber memiliki ukuran lebih kecil dibanding dengan mineral utama pembentuk batuan, dan pemilihan
dan susunan endapan sedimen dikendalikan oleh berat jenis dan ukuran partikel.
4. Placer coastal atau pantai, dimana endapan ini terbentuk di sepanjang garis pantai. Proses transportasi ini kemudian akan membawa material yang telah dilapukan dari batuan asal beserta mineral-mineral ikutan terangkut hingga pinggiran pantai. arus aliran laut kemudian akan memisahkan mineral mineral tersebut berdasarkan dengan perbedaan jenisnya.
2.1.2 Mineral ikutan pasir besi
Mineral pada endapan pasir besi selain mengandung mineral-mineral bijih besi utama juga berasosiasi dengan mineral yang mengandung Fe lainya seperti;
pirit (FeS2), markasit (FeS), pirhotit (Fe1-xS), chamosit [Fe2AI2 SiO5(OH)4], ilmenit (FeTiO3,), wolframit [(Fe,Mn) W04], kromit (FeCr204); atau juga mineral-mineral non-Fe yang dapat memberikan nilai tambah seperti : rutil (TiO2), kasiterit (Sn02), monasit [Ce,La,Nd, Th(P04, SiOd)], intan, emas (Au), Platinum (Pt), xenotime (YPO4),, zircon(ZrSiO4), dan lain-lain (Klein, 2013).
2.2 Pengolahan Bahan Galian
Pengolahan bahan galian (Mineral Dressing) adalah pengolahan mineral yang bertujuan untuk memisahkan mineral berharga dengan gangue-nya yang dapat dilakukan secara mekanis dengan memanfaatkan sifat fisik maupun sifak kimia dari mineral, sehingga menghasilkan konsentrat dan tailing. Dalam kegiatan pengolahan bahan galian dilakukan beberapa tahapan antara lain;
preparasi, konsentrasi, dewatering dan tahapan tambahan lainya yang diperlukan (Gupta & Yan, 2006).
Menurut Wills & Finch (2016), Salah satu tahapan dari pengolahan bahan galian yaitu konsentrasi, yaitu pemisahan antara mineral berharga dan mineral tak berharga. Pemisahan dilakukan berdasarkan perbedaan sifat fisik mineral antara lain:
1. Warna, bentuk kristal dan kilap, proses pemisahan dilakukan dengan tangan (hand picking)
2. Specific gravity (konsentrassi gravitasi) yaitu pemisahan berdasarkan berat jensinya.
3. Magnetic susceptibility yaitu pemisahan yang dilakukan berdasarkan sifat kemagnetan dari mineral, alat yang digunakan disebut magnetic-separator.
4. Conductivity, yaitu pemisahan yang dilakukan berdasarkan sifat konduktor dari mineral. Alat yang digunakan yaitu High tension Separator, dan menghasilkan mineral konduktor dan mineral non-konduktor.
5
5. Sifat permukaan mineral, yaitu dengan memanfaatkan sifat hidrophobik mineral atau kemampuan permukaan mineral berinteraksi dengan air.
Berdasarkan sifat ini mineral dibagi menjadi mineral yang dapat dibasahi dengan air dan mineral yang tidak dapat dibasahi dengan air. Alat yang digunakan dari pemisahan ini disebut dengan flotasi.
2.3 Konsentrasi gravitasi
Pemisahan mineral secara gravitasi didasarkan oleh adanya perbedaan Berat Jenis (Specific Gravity) antara mineral berharga dan mineral pengotor yang akan dipisahkan. Secara umum mineral berharga memiliki berat jenis yang lebih tinggi dibanding dengan mineral pengotornya. Pemisahan mineral secara gravitasi atau secara umum disebut konsentrasi gravitasi dilakukan dalam suatu medium fluida dengan menggunakan konsep dari perbedaan kecepatan pengendapan (Wills & Finch, 2016).
Menurut Gupta & Yan, (2006) berdasarkan dengan pergerakan fluida maka konsentrasi gravitasi dibagi menjadi:
1. Fluida horizontal, contoh: shaking table, spiral concentrator, sluice box.
2. Fluida Vertikal, contoh: jigging.
3. Fluida tenang, contoh: DMS (Dense Medium Separator)
Pemisahan pada konsentrasi gravitasi mengakibatkan perbedaan massa jenis pada mineral mineral sehingga terbagi menjadi kelompok mineral dengan massa jenis tinggi dan mineral dengan massa jenis rendah. Salah satu dari kelompok mineral ini akan menjadi konsentrat.
2.3.1 Kriteria Konsentrasi
Perhitungan kriteria konsentrasi digunakan untuk memperkirakan konsentrasi gravitasi dapat diterapkan untuk memisahkan mineral-mineral yang mempunyai berat jenis dengan perbedaan ukuran yang dapat dipakai.
Rumus kriteria konsentrasi yang dipakai adalah kriteria konsentrasi dari
Taggart yang dapat dirumuskan sebagai beriikut:
𝐾𝐾 =𝜌𝐵−𝜌′
𝜌𝑅−𝜌′ ………(1) Keterangan :
ρb = Berat jenis mineral berat (gram/cm3) ρR = Berat jenis mineral ringan (gram/cm3) ρ’ = Berat jenis media (gram/cm3)
Dari rumus diatas maka dapat dihasilkan pembagian kriteria konsentrasi sebagai berikut :
Tabel 1. Pembagian kriteria konsentrasi
Hasil KK Penerapan pemisahan
>2,5 /< -2,5 Pemisahan dapat dilakukan dengan berbagai ukuran hingga yang paling halus (200 mesh).
2,5 – 1,75 Pemisahan paling efektif sampai ukuran 100 mesh.
1,75- 1,5 Pemisahan paling mungkin dilakukan sampai ukuran 10 mesh.
1,5 -1,25 Pemisahan paling mungkin dilakukan sampai ukuran ¼ inchi .
<1,25 Proses relatif tidak mungkin, tetapi masih bias dengan modifikasi perbedaan gaya berat.
2.3.2 Parameter Konsentrasi Gravitasi
Material yang telah mengalami pemisahan terutama melalui konsentrasi gravitasi akan terpisah menjadi konsentrat dan tailing. Konsentrat adalah hasil dari pengolahan yang kaya akan mineral berharga dan ekonomis sedangkan tailing adalah produk hasil pengolahan yang terdiri dari mineral-mineral buangan (gangue mineral). Dalam proses konsentrasi ada mineral berharga yang akan terbuang ke tailing dan ada juga mineral pengotor yang masuk ke konsentrat. maka digunakan parameter seperti recovery, nisbah konsentrasi, rata rata konsentrasi dan kadar untuk evaluasi dari keberhasilan pengolahan yang dilakukan.(Ofori-Sarpong & Amankwah, 2011)
1. Kadar
Kadar mineral adalah persentase dari mineral berharga dalam konsentrat sehingga dapat menyatakan tingkat kemurnian mineral berharga atau unsur. Kadar dapat menunjukan rasio dari massa dari mineral berharga terhadap konsentrat. Kadar dapat menunjukan kemampuan pengolahan memisahkan mineral berharga dengan pengotor. Menurut Wills & Finch, (2016) Kadar dari suatu mineral dapat dinyatakan dengan rumus berikut:
𝑘 =𝑚
𝐾× 100% ……… (3) Keterangan :
k = kadar mineral (%)
m = massa mineral berharga (gram) K = Massa konsentrat (gram)
Selain itu metode yang umum dilakukan dalam perhitungan kadar suatu mineral yaitu dengan menggunakan metode grain counting analysis atau analisis perhitungan ukuran butir dengan membandingkan persen volume suatu mineral tertentu terhadap mineral secara keseluruhan. Analisia
7
perhitungan ini umumnya digunakan untuk mendeteksi mineral-mineral pengotor yang memiliki densitas lebih kecil dibandingkan dengan mineral logam. Perhitungan grain counting ini menggunakan alat mikroskop yaitu dengan menghitung butiran dari mineral logam dan jumlah butiran mineral yang ditebar pada area-area berbentuk bujur sangkar yang memiliki luas yang sama (5 kotak atau 3 kotak) serta tersusun secara dioagonal (gambar 1). Metode dengan menggunakan 5 kotak untuk ukuran butir yang lebih besar dan 3 kotak untuk ukuran yang kecil. Sebelum dilakukan perhitungan butiran maka akan dilakukan terlebih dahulu pemisahan sampel dengan menggunakan metode coning dan quartering untuk memisahkan sampel hingga 1 gram (Ludiansyah, 2018).
Gambar. 2 Kotak Perhitungan GCA
Perhitungan grain counting dapat di rumuskan sebagai berikut:
𝑘 =
𝑛𝐴 ×𝜌𝐴(𝑛𝐴 ×𝜌𝐴)+(𝑛𝐵 ×𝜌𝐵)
× 100%
……… (4) Keterangan :k = Kadar mineral berharga dalam konsentrat (%) nA = Jumlah butir mineral A
ρA = Berat Jenis mineral A (gram/ cm3) nB = Jumlah butir mineral B
ρB = Berat Jenis mineral B (gram/ cm3)
2. Recovery
Recovery menunjukan besaran mineral berharga yang terdapat dalam umpan (feed) yang masuk dalam konsentrat. Recovery pengolahan adalah rasio atau perbandingan massa mineral berharga yang yang terdapat dalam konsentrat terhadap massa mineral berharga dalam umpan. Maka nilai recovery menunjukan effisiensi dari pemisahan. Recovery dari pengolahan dapat di rumuskan sebagai berikut:
𝑅 = (𝐾.𝑘
𝐹.𝑓) × 100% ……… (5) Gambar. 1 Kotak Perhitungan GCA Gambar 1. Kotak Perhitungan GCA
Keterangan :
R = Recovery (%)
K = Massa Konsentrat (gram)
k = Kadar mineral berharga dalam konsentrat (%) F = Massa umpan (feed) (gram)
f = Kadar mineral berharga dalam umpan (feed) (%)
3. Nisbah konsentrasi Pengolahan (Ratio of Concentration)
Nisbah konsentrasi menunjukan besaran dari banyaknya umpan atau feed yang diperlukan untuk mendapatkan 1 bagian konsentrat. Nisbah konsentrasi ditunjukan oleh perbandingan massa antara massa umpan terhadap massa konsentrat. Rumus nisbah konsentrasi menurut dapat ditunjukan secara empiris sebagai berikut:
𝐶𝑅 = 𝐹
𝐾× 100% ……… (6) Keterangan:
CR = Nisbah konsentrasi pengolahan (%) F = Massa Umpan (gram)
K = Massa Konsentrat (gram) 4. Debit
Debit adalah sejumlah besar volume air yang termasuk di dalamnya juga sedimen padatan, mineral terlarut dan bahan biologis lainya yang mengalir secara bersama melalui luas penampang tertentu. Sedangkan yang dimaksud dengan debit air yaitu besaran atau ukuran banyaknya volume air persatuan waktu yang melewati tempat atau yang dapat ditampung dalam suatu tempat.
(Suharno , 2019)
Rumus debit air dapat dinyatakan sebagai berikut:
𝑄 =
𝑣𝑡……… (9)
Keterangan :
Q = Debit air (liter/menit) v = Volume air (liter) t = Waktu (menit)
Menurut Saputra, (2019)pompa memiliki besaran debit air tertentu tergantung dengan kecepatan air yang dihasilkan, dan luas penampang dari pipa yang akan digunakan. Maka dapat debit air pada pompa dapat di rumuskan sebagai berikut;
𝑄 = 𝑉 × 𝐴 ……… (10)
Keterangan :9
Q = Debit air (liter/menit) V = Kecepatan air (m/s) A = Luas Penampang pipa (m2)
Menurut Okiishi & Rothmayer( n.d.) aliran air pada alat Sluice box sangat berhubungan erat dentgan fluida dinamis. Fluida dinamis ini akan sangat berhubungan langsung dengan konsep hukum Bernouli. Hukum Bernouli menyatakan bahwa perubahan pada tekanan energi kinetk dan energi potensial pada setiap sisi aliran bersifat, sehingga dapat dirumuskan menjadi:
𝑃1+1
2𝜌𝑣12+ 𝜌𝑔ℎ1= 𝑃2+1
2𝜌𝑣22+ 𝜌𝑔ℎ………(11) Keterangan :
P1 = tekanan air masuk P2 = tekanan air keluar
h1 = ketinggian aliran air yang masuk h2 = ketinggian aliran air yang keluar v1 = Kecepatan aliran yang masuk v2 = Kecepatan aliran yang keluar
ρ = massa jenis fluida (air = 1000 Kg/m3 g = Percepatan gravitasi (9,8 m2/s) 2.4 Sluice box
Sluice box merupakan alat pengolahan bahan galian yang termasuk kedalam konsentrasi gravitasi yang umumnya digunakan untuk pemisahan mineral berat pada endapan alluvial. Sluice box pada umumnya adalah tempat cuci memiliki penampang persegi panjang dan bak miring dengan ukuran panjang 1-2 m lebar 0,3-0,5 meter dan tinggi 0,2-0,3 m serta kemiringan 5-15 derajat. Umpan dimasukan kedalam alat dan selanjutnya mineral dengan massa jenis yang tinggi akan tersangkut pada riffle di Sluice box (Stewart &
Ramsay, 1993).
Menurut Weishaupt & Jacobson, (2016) untuk mencapai recovery yang diinginkan maka suatu alat pemisahan memerlukan parameter penunjang untuk perolehan yang optimal. parameter dari alat Sluice box antara lain:
1. Dimensi dan bahan
Dimensi pada sluice box menunjukan seberapa kuat alat dapat menampung bahan galian yang akan dipisahkan/diolah. Semakin besar dimensi dari alat yang digunakan maka semakin kuat alat akan menampung material bahan galian yang dimasukan.
2. Riffle
Riffle berguna sebagai penahan bahan galian dan sebagai tempat terjadinya pemisahan pada sluice box. Secara umum ada 2 jenis riffle yang digunakan, yaitu American riffle yang berbentuk plat lurus dengan kemiringan sekian derajat, selanjutnya adalah Hungarian riffle yang merupakan riffle dengan bentuk L yang menempel lansung ke alat.(Kun Suharno 1, Catur Pramono2, Sigit Mujiarto 3, 2019)
3. Kemiringan
Kemiringan merupakan parameter dasar yang dapat mempengaruhi langsung laju air dan material. Semakin miring alat maka laju air pada alat akan semakin cepat. Hal ini mengakibatkan material tidak tertahan dan akan terbawa oleh laju air apabila tidak diimbangi dengan jenis tinggi dan bentuk dari riffle yang digunakan. Sedangkan apabila kemiringan terlalu datar maka laju air akan melambat sehingga material akan banyak mengendap.
4. Debit air
Debit air pada alat berperan seiringan dengan kemiringan. Debit air yang terlalu besar mengakibatkan material akan mudah terbawa melewati riffle.
Sebaliknya debit air yang terlalu kecil mengakibatkan bahan galian beserta tailing juga ikut terendapkan.
5. Jenis karpet
Saringan atau karpet berfungsi untuk menangkap bahan galian. Karpet yang biasa digunakan adalah atau karpet kasar yang mampu menangkap bahan galian dengan ukuran butir yang lebih kasar seperti emas, selain itu ada miner moss atau karpet halus yang mampu menangkap bahan galian dengan ukuran butir yang lebih halus.
2.5 Hasil Penelitian Sebelumnya
Terdapat beberapa penelitian serupa yang telah dilakukan sebelumnya dengan hasil yang bervariatif, antara lain:
1. Chang & Pitulima, (2020) Melakukan penelitian mengenai pengaruh Riffle dan kemiringan Underflow Sluice box terhadap optimalisasi pemisahan bijih pasir besi skala laboratorium. Penelitian menggunakan Underflow Sluice box dengan Panjang 66,8 cmlebar 30,48 cm dan tinggi 15,24 cm. Penelitian menggunakan parameter kemiringan alat dengan 3 variasi kemiringan yaitu 00 ,30, dan, 50 serta menggunakan parameter posisi underflow reiffles yaitu 0,5 cm, 1 cm dan 1,5 cm dan disesuaikan dengan kecepatan aliran air dalam setiap percobaan. Dari hasil percobaan yang telah dilakukan, didapatkan hasil dengan recovery dan kadar tertinggi yaitu mencapai 97,83 persen recovery dan kadar Sn mencapai 44,61 persen yaitu pada posisi underflow 1,5 cm dan kemiringan alat 50. Nilai kadar Sn dan Recovery dari hasil
11
penelitian menunjukan semakin besar kemiringan maka akan semakin besar kadar konsentrat Sn yang dihasilkan dan recovery menjadi besar atau kecil berdasarkan perolehan berat kering konsnetrat terhadap kadar Sn konsentrat. Ini disebabkan karena tingginya feed yang hilang dan menjadi tailing pada saat pencucian sehingga banyaknya konsentrat yang dihasilkan akan semakin sedikit dan kadar Sn yang meningkat. Hal ini dikarenakan semakin miring alat maka akan mempengaruhi kecepatan aliran air pada alat sehingga aliaran air mampu mengalirkan mineral ikutan dan juga mengakibatkan mineral utama pasir besi juga akan ikut.
2. Setiawan (2019) Melakukan penelitian mengenai pengaruh kecepatan aliran dan debit aliran pada alat secondary lobby box skala laboratorium untuk meningkatkan perolehan konsentrat bijih pasir besi dalam tailing. Penelitian menggunakan alat secondary lobby box yaitu salah satu alat konsentrasi gravitasi dengan menggunakan media air dan memafaatkan perbedaan berat jenis material dalam penggunaannya. Dimensi alat yang digunakan yaitu tinggi 17 cm lebar 15 cm dan tinggi 35 cm. Penelitian menggunakan perbedaan level kedudukan kran yang berbeda untuk menciptakan debit alir yang berbeda. Perbedaan level kedudukan kran (level 1 s/d level 6) ini dibedakan dengan sudut partisi yang terbentuk dalam kran. Semakin tinggi level kedudukan kran maka semakin besar debit alir yang terbentuk. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kedudukan kran level 1 (150) dengan debit air yang terbentuk 20,5 liter memperoleh berat konsentrat paling banyak yaitu 1,51 kg sedangkan berat konsentrat paling sedikit yaitu 0,52 kg didapat pada kedudukan kran level 6 dengan debit alir 41 lite permenit.
Dapat disimpulkan bahwa semakin besar debit aliran air maka berat konsentrat yang didapatkan akan semakin sedikit. Pada perolehan kadar konsentrat dan recovery pada kedudukan kran level 1 memiliki kadar konsentrat paling rendah (1,19%) sedangklan memiliki nilai recovery paling tinggi (76%). Berbanding terbalik pada keduduakn kran level 6 yang memiliki kadar konsentrat paling tinggi (2,26 %) sedangkan memiliki nilai recovery yang rendah (50%).
3. Ludiansyah, dkk (2018) melakukan penelitian tentang rancangan sluice box berdasarkan kemiringan dan ukuran butir guna memperoleh nilai recovery optimal pada hematit (Fe2O3). Alat yang digunakan adalah sluice box dengan dimensi 6m x 2 m dengan mempertimbangkan parameter kemiringan alat dan jenis riffle. Dari hasil penelitiannya, diketahui bahwa kemiringan dari sluice box sangat berpengaruh terhadap nilai recovery. Hasil nilai recovery lebih optimal pada kemiringan sluice box 5° yaitu hampir mencapai 70%
dibandingkan pada kemiringan 8° yang hanya mencapai 40 persen. Hal ini mengindikasikan semakin kecil kemiringan maka konsentrat akan banyak mengendap diikuti oleh tailingnya, namun apabila kemiringan terlalu tinggi maka konsentrat dan tailing juga akan akan ikut terbawa oleh arus aliran sehingga ikut terbuang.
4. Alabi & Gbadamosi, (2021
)
melakukan penelitian mengenai kemiringan Sluice box potensial agar dapat menghasilkan kadar dan recovery tertinggi pada emas Birnin-Gwari, Nigeria. Penelitian ini menggunakan sampel pasir emas yang di dapatkan pada pertambangan emas Birnin-Gwari, di negara bagian Kaduna, Nigeria dengan sampel homogen mencapai 100kg. Sudut kemiringan alat yang digunakan yaitu 100, 200, 300, 400, 500, dan 600. Dari hasil penelitian ditunjukan konsentrat paling banyak dihasilkan pada kemiringan 100 dengan massa mencapai 21,7 gr dan perolehan recovery 92,46% dan kadar konsentrat 43,20 ppm, sedangkan pada kemiringan 400 memperoleh kadar konsentrat paling tinggi yaitu 71,37 ppm dan massa konsentrat yang diperoleh 9,7 gr. Ini menunjukan bahwa pada kemiringan 100 emas memiliki mineral pengotor yang lebih banyak. Sedangkan konsentrat emas yang memiliki kualitas yang lebih baik di dapatkan pada kemiringan alat 400 ditunjukan dengan kadar mineral yang lebih tinggi. Ini dikarenakan bahwa emas yang terkandung pada pasir emas yang dilakukan proses pencucian pada sudut kemiringan 400 mencapai batas kritis kemiringan untuk memperoleh kualitas yang lebih tinggi melalui aliran air untunk memingkinkan pemisahan dan perpindahan konsentrat.5. Rumbino & Krisnasiwi, (2019) melakukan penelitian mengenai recovery konsentrat pasir besi menggunakan alat sluice box. Dari hasil penelitian didapatkan bahwa kemiringan sluice box akan mempengaruhi nilai recovery dan konsentrat. Semakin miring alat maka nilai recovery akan semakin menurun namun proses pemisahan yang terjadi lebih baik dibandingkan dengan kemiringan 50. Penambahan kemiringan 100 meningkatkan perolehan ratio kensentrasi hingga 63 % namun menurunkan nilai recovery.
Ini menunjukan bahwa konsentrat yang diperoleh semakin sedikit namun memiliki nilai kadar yang meningkat.
13 III. METODOLOGI PENELITIAN
3.1 Tempat dan Waktu
Penelitian ini dilakukan di Laboratorium Teknik Kebumian Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Jambi yang berada di Mendalo Darat, Kec.
Jambi Luar Kota, Kabupaten Muaro Jambi. Waktu penelitian yang dilaksanakan berlangsung selama kurang lebih 2 bulan yang dilaksanakan pada bulan September dengan rincian jadwal kegiatan dijelaskan pada tabel berikut.
Tabel 2 Rincian Jadwal Kegiatan
Kegiatan Minggu
1 2 3 4 5 6 7 8 Studi Literatur
Analisis kandungan bijih pasir besi sebagai sample di Laboratorium
Percobaan pemisahan bijih pasir besi pada alat sluice box lama dengan parameter yang sama dari
penelitian sebelumnya
Mengevaluasi hasil percobaan untuk mendapatkan rancangan alat sluice box baru yang lebih optimal Perancangan dan pembuatan alat sluice box yang baru dengan parameter yang sama berdasarkan
hasil evaluasi
Percobaan ulang pemisahan bijih pasir besi pada alat sluic box baru dengan parameter yang sama.
Analisis kandungan bijh pasir besi hasil percobaan di Laboratorium
Pengolahan data dan kesimpulan
3.2 Alat dan Bahan
Alat dan bahan yang digunakan dalam penelitian ini adalah:
3.2.1 Alat
1. Alat sluice box skala laboratorium.
2. Timbangan Digital, digunakan untuk mengukur berat mineral serta berat perolehan recovery dan konsentrat yang didapat. Timbangan ini dipinjam dari Laboratorium Agroindustri, Tanaman Obat, dan Bioteknologi, di Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi.
3. Busur Derajat, digunakan sebagai pengatur kemiringan yang akan digunakan. Busur derajat didapat dari pembelian di toko peralatan bangunan.
4. Bak penampung, sebagai tampungan air yang akan digunakan dalam proses pemisahan serta sebagai tempat menampung tailing hasil dari proses tersebut.
5. 2 unit Pompa air dengan merek Shimizu, digunakan sebagai pengangkut air dari bak penampungan serta mendorong air sebagai media pemisahan material.
Gambar 2. Sluice box yang digunakan
Gambar 3.Busur Derajat
15
Gambar 4. Pompa air
6. Pipa ukuran 0,5 inchi dan 1 inchi, digunakan sebagai output air dari pompa ke alat.
7. Wadah air ukuran 0,5 liter dan 1 liter untuk menghitung debit air yang dihasilkan.
8. Stopwatch, digunakan untuk menghitung waktu air yang mengalir ke wadah untuk nanti dipergunakan untuk perhitungan debit air, dan digunakan untuk menghitung waktu pencucian pasir besi.
9. Kertas milimeter blok digunakan untuk analisis GCA.
10. Mikroskop trinokuler, digunakan sebagai alat untuk membantu perhitungan kadar konsentrat pasir besi. Dipinjam di Laboratorium Agroindustri, Tanaman Obat, dan Bioteknologi, di Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Jambi
11. Shieve shaker, digunakan untuk untuk memisahkan ukuran butir sampel konsentrat, dipinjam di Laboratorium Tanah, Fakultas Pertanian, Universitas Jambi
Gambar 5. Shieve shaker
3.2.2 Bahan
1. Pasir besi yang didapatkan dari Pertambangan yang berada di desa Muara Tambangan, Kecamatan II Koto, Kabupaten Pasaman Timur, Provinsi Sumatera Barat (Kadar pasir besi 50,04 persen).
2. Pasir biasa yang didapatkan di toko bangunan terdekat.
3.3 Metode Penelitian dan Analisis Data
Metode penelitian yang dilakukan berupa penelitian kuantitatif yang dilakukan dengan studi literatur terlebih dahulu kemudian dilakukan pengujian mikroskop bijih terhadap pasir besi yang digunakan untuk menentukan kadar konsentrat dari pasir besi tersebut. Selanjutntya dilakukan pengujian dengan metode trial and error dengan menggunakan faktor parameter dari Sluice box.
Parameter yang digunakan yaitu faktor kemiringan kemiringan, dan debit air terhadap jumlah kadar konsentrat dan perolehan recovery yang dihasilkan dalam tahapan konsentrasi pasir pasir besi dengan menggunakan alat Sluice box, sehingga didapatkan optimalisasi penggunaan Sluice box .
3.3.1 Studi Literatur
Penelitian dilakukan dengan mempelajari teori-teori yang berkaitan dengan Sluice box di mana hal itu mencakup dari semua prinsip dan mekanisme yang bekerja dalam proses pemisahan bahan galian pada alat Sluice box , baik berupa klasifikasi bahan galian, ukuran partikel yang dianjurkan, rumus yang digunakan, proses yang terjadi di dalamnya serta hasil yang diharapkan. Studi literatur dilakukan dengan mengumpulkan bahan pustaka baik dari buku, laporan penelitian, atau jurnal yang terkait sebagai pembanding serta pembuktian hipotesis yang ada.
3.3.2 Persiapan bahan
Persiapan bahan dilakuakan sebelum proses pencucian dimulai. Beberapa hal yang harus dipersiapkan antara lain:
a. Menyiapkan material umpan yang digunakan dengan menambahkan pasir Gambar 6.Umpan yang digunakan dalam penelitian
17
besi dan pasir biasa dengan perbandingan pencamputan 1kg pasir besi dicampurkan dengan 2 kg pasir biasa.
b. Melakukan uji laboratorium dengen menggunakan pengamatan mikroskopis dengan metode grain counting analaysis untuk menentukan kadar umpan yaitu pasir pasir besi di laboratorium Agroindustri, bioteknologi, dan tanaman obat, Fakultas sains dan teknologi universitas jambi.
c. Menentukan kemiringan alat, dengan mengubah kemiringan alat berdasarkan kemiringan dari kondisi horizontal lantai dasar alat dengan beberapa kemiringan yang telah ditentukan, yaitu dimulai dari 3˚, 5 ˚, 8 ˚ secara bergantian.
d. Menentukan debit air yang digunakan dengan memanfaatkan perbedaan kran level pompa. Untuk debit air Q1, kran level pada pipa yang berdiameter 0,5 inchi ditutup hingga 50 persen. Untuk debit air Q2 digunakan pipa berdiameter 0,5 inchi dimana air langsung dialirkan melalui pompa tanpa mempengaruhi kran level pada pipa. Selanjutnya untuk debit air Q3 digunakan 2 pompa untuk menambah debit air sedangkan pipa yang digunakan yaitu pipa dengan diameter 1 inchi.
e. Membuat tabel matriks percobaan dari kombinasi dari kemiringan alat dan debit air untuk menentukan berapa banyak percobaan yang akan dilakukan.
Tabel 3 Tabel Matriks percobaan yang akan dilakukan.
Keterangan : sampel P2 K, sampel konsentrat dengan debit A dan kemiringan 50 3.3.3 Analisis Perhitungan Kadar (Grain Counting Analysis)
Metode perhitungan kadar yang dilakuakan menggunakan metode Grain Counting Analysis (GCA) dimana perhitungan dilakukan pada konsentrat, tailing, maupun umpan. Berikut merupakan tahapan GCA:
1. Persiapan Sampel
a) Sampel hasil pencucian yang berupa Konsentrat dan tailing ditimbang.
P0 Debit Q1 (16 L/Menit) Debit Q2 (30 L/Menit) Debit Q3 (50 L/Menit) Kemiringan 30 P1 Konsentrat (P1 K)
P4 Konsentrat (P4 K)
P7 Konsentrat(P7 K) Tailing (P1 T) Tailing (P4 T) Tailing (P7 T) Kemiringan 50 P2 Konsentrat (P2 K)
P5 Konsentrat (P5 K)
P8 Konsentrat (P8 K) Tailing (P2 T) Tailing (P5 T) Tailing (P8 T) Kemiringan 80 P3 Konsentrat (P3 K)
P6 Konsentrat (P6 K)
P9 Konsentrat (P9 K) Tailing (P3 T) Tailing (P6 T) Tailing (P9 T)
b) Sampel diayak dengan menggunakan 4 ukuran ayakan menggunakan shieve shaker. Ukuran ayakan yang dipakai adalah #8, #10, #18,dan #32 c) Sampel dikurangi hingga menjadi 1 gram menggunakan metode conning
and quartering 2. Persiapan Alat
a) Dibuat Kotak dengan ukuran 1x1 cm sebanyak 5 kotak dibuat secara diagonal membentuk huruf X dan kotak 3 buah dengan posisi diagonal dengan ukuran 5 x 5 dan 2 x 2 menggunakan kertas millimeter blok b) Perhitungan sample menggunakan mikroskop trinokuler
c) Dilakukan pengecekan terhadap lensa dan cahaya mikroskop.
d) Setelah mikroskop dipastikan berfungsi, maka letakkan sampel ke dalam cawan petri yang sudah tedapat millimeter blok secara merata
e) Sesuaikan arah lensa dan cahaya agar mineral dapat terlihat jelas 3. Analisis Mineral Butir
a) Jumlah butir dari semua mineral didalam kotak dihitung satu-persatu berdasarkan jenis mineralnya.
b) Hasil perhitungan kemudian dikalkulasikan dengan persamaan 4 untuk mendapatkan kadar sample dari masing-masing mineral.
Catatan:
Perhitungan butiran mineral disesuaikan dengan ukuran butir dari sampel.
Untuk ukuran butir #>32 dan #32 menggunakan kotak 1x1 cm, untuk ukuran butir #10 dan #18 menggunakan kotak 2 x 2 cm, dan untuk ukuran butir 8 menggunakan kotak ukuran 5 x 5 cm.
3.3.4 Analisis Kadar Umpan
Umpan yang digunakan adalah campuran dari pasir biasa dengan pasir besi bekas pertambangan emas dengan ratio percampuran 1:2. Pasir besi yang dicampurkan juga dilakukan analisis kadar terlebih dahulu menggunakan metode grain counting analysis (GCA). Dari hasil perhitungan analisis maka didapatkan kadar hematite pasir besi beserta mineral lainya seperti yang ditunjukan pada tabel berikut:
Tabel 4. Perolehan kadar pasir besi
No Mineral Kadar (%) Massa
(gram)
1 Hematite (Fe2O3) 50,40 504
2 Magnetite (Fe3O4) 11,24 112
3 Pirit (FeS2) 1,64 16
4 Kalkopirit (CuFeS2) 0,13 1
19
5 Siderite (FeCO3) 10,18 102
6 Litik batuan beku 5,73 57
7 Biotit
(K(Mg,Fe2+3)(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)2) 2,27 23
8 Limonite (FeO(OH).nH2O) 0,22 2
9 Muskovit (KAl3Si3O10(OH)2) 0,16 2
10 K-feldspar (KAlSi3O8) 8,36 84
11 Kuarsa (SiO2) 9,68 97
Dari tabel diatas dapat kita lihat bahwa kadar pasir besi masih cukup tinggi yaitu 50,40 %, yang merupakan rata-rata kandungan pasir besi yang banyak tergandung di alam maka diperlukan pencampuran dengan pasir biasa.
Sehingga umpan yang dipakai dalam pencucian dapat digunakan.
Analisis Kadar dari umpan dilakukan sebagai persiapan dengan tujuan agar kadar hematite pada umpan dapat digunakan sebagai perhitungan recovery. Analisis yang dilakukan menggunakan metode grain counting analysis (GCA). Dari hasil perhitungan analsis kadar umpan yang dapat dilihat di lampiran 5 maka dapat dilihat dari tabel berikut:
Tabel 5 Perolehan kadar umpan
No Mineral Kadar (%) Massa
(gram)
1 Hematite (Fe2O3) 36,51 1095
2 Magnetite (Fe3O4) 10,33 310
3 Pirit (FeS2) 2,96 89
4 Kalkopirit (CuFeS2) 0,52 16
5 Siderite (FeCO3) 8,39 252
6 Litik batuan beku 2,67 80
7 Biotit
(K(Mg,Fe2+3)(Al,Fe3+)Si3O10(OH,F)2) 2,08 62 8 Limonite (FeO(OH).nH2O) 0,68 20 9 Muskovit (KAl3Si3O10(OH)2) 0,61 18 10 K-feldspar (KAlSi3O8) 7,84 235
11 Kuarsa (SiO2) 27,40 822
Dari tabel diatas dapat kita ketahui bahwa kadar umpan yang digunakan dalam penelitian ini yaitu 36 % hematite. Dikarenakan menurut Susilawati, dkk
(2018), bijih besi dalam kandungan pasir besi hasil penambangan memiliki kandungan hematite 50% hingga 70 % untuk itu perlu dilakukan proses pengolahan untuk meningkatkan kadar dari umpan tersebut.
3.3.5 Proses Pencucian Pasir Besi Menggunakan Sluice Box
Proses pencucian dilakukan dengan menggunakan alat sluice box yang memiliki bahan dasar allumunium dengan tinggi 50 cm, lebar 35 cm dan panjang 120 cm. Serta ukuran tempat feeding dengan panjang 25 cm dan lebar 50 cm. Sluice box yang digunakan menggunakan 2 jenis ukuran riffle, riffle pertama memiliki ukuran 1 cm berjumlah 2 buah dan jarak antar riffle 40 cm.
Sedangkan untuk riffle kedua memiliki ukuran 0,7 cm dengan jarak antar riffle 15 cm dan berjumlah 4 buah. Umpan yang dipakai merupakan campuran dari pasir besi sebanyak 1 Kg dan pasir biasa sebanyak 2 Kg. Umpan dicuci selama 30 menit dengan menggunakan debit air yang telah dipersiapkan sebelumnya.
Percobaan dilakukan berdasarkan dengan matriks yang telah dibuat.
3.3.6 Perolehan Hasil Pencucian
Hasil dari perolehan hasil pencucian antara lain:
a. Berat Konsentrat, dengan menimbang berat kering material yang tersangkut pada riffle berdasarkan kemiringan dan debit air yang digunakan.
b. Berat Tailing, dengan menimbang berat kering material yang jatuh dari aat dan tidak tertangkap oleh riffle berdasarkan kemiringan dan debit air yang digunakan.
c. Mencatat semua hasil perolehan berat tailing dan berat konsentrasi dari tiap parameter yang digunakan berdasarkan tabel matriks percobaan
3.3.7 Pengolahan Data
Tahapan pengolahan data dilakukan untuk mendapatkan hasil dari penelitian. Tahapan-tahapan dari pengolahan data antara lain:
a. Menghitung massa dari konsentrat pasir pasir besi yang didapat setelah pemisahan, berdasarkan tiap kemiringan dan debit air sesuai dengan matriks percobaan.
b. Menghitung massa dari tailing pasir pasir besi yang didapat setelah pemisahan, berdasarkan tiap kemiringan dan debit air sesuai dengan matriks percobaan.
c. Menghitung kadar konsentrat yang didapatkan dari hasil percobaan dengan uji menggunakan metode grain counting analysis di laboratorium Teknik Pertambangan Universitas Jambi menggunakan mikroskop.
d. Menghitung kadar tailing yang didapatkan dari hasil percobaan dengan uji
21
menggunakan metode grain counting analysis di laboratorium Teknik Pertambangan Universitas Jambi menggunakan mikroskop.
e. Menghitung nilai recovery dari setiap percobaan yang telah dilakukan.
f. Membuat diagram perbandingan kadar konsentrasi yang dihasilkan berdasarkan kombinasi kemiringan dan debit sesuai dengan matriks percobaan.
g. Membuat diagram rata-rata konsentrasi (Rate of concentrate) dari berat tailing dan berat konsentrat yang dihasilkan berdasarkan dengan matriks dari kombinasi kemiringan dan debit air.
h. Membuat diagram recovery dari berat tailing dan berat konsentrat yang dihasilkan berdasarkan dengan matriks dari kombinasi kemiringan dan debit air.
i. Membandingkan hasil yang didapat dengan literatur dan mencatat kombinasi dari kemiringan dan debit air yang sesuai agar menghasilkan recovery dan kadar yang optimal.
OPTIMALISASI ALAT SLUICE BOX SKALA LABORATORIUM UNTUK MENINGKATKAN RECOVERY DAN KADAR PASIR BESI
Identifikasi masalah dan perumusan masalah
Kesimpulan dan Saran Debit air dan kemiringan
yang optimal Analisis data
Konsentrat yang dihasilkan Recovery yang dihasilkan
Kemiringan dan Debit air yang digunakan
Pengumpulan Data 3.4 Diagram Alir Penelitian
Analisis laboratorium pasir besi
23 IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
4.1 Proses Persiapan dan Pencucian Pasir Besi
Pada penelitian kali ini dilakukan percobaan dengan menggunakan 2 parameter yaitu perubahan pada debit air yang digunakan serta kemiringan alat. Dari kedua parameter ini sehingga didapatkanlah kondisi dari debit air yang masuk serta kemiringan alat yang paling optimal, yang didapat dari hasil kadar dan recovery penelitian.
4.1.1 Persiapan Debit Air yang Digunakan
Debit air merupakan salah satu hal yang sangat berpengaruh dalam proses konsentrasi gravitasi. Dimana jumlah debit air akan mempengaruhi banyak mineral pengotor yang terpisah dari konsentrat pada umpan yang ada. Pada penelitian yang dilakukan digunakan 3 besaran debit air yang berbeda(Q1, Q2,dan Q3).
Perhitungan debit air Dapat dilihat pada Lampiran B. Tabel hasil perhitungan debit air dapat dilihat seperti dibawah ini:
Tabel 6 Hasil perhitungan denit air Nomor
Debit
Volume Penampung (L)
Waktu (s)
Waktu (menit)
Debit (L/menit)
Q1 0,5 1,88 0,031 16
Q2 0,5 1 0,017 30
Q3 1 1,2 0,02 50
4.1.2 Persiapan Kemiringan Alat yang Digunakan
Dalam pencucian pasir besi menggunakan sluice box kemiringan yang digunakan oleh Ludianyah (2018), yaitu kemiringan 3º, 5º dan, 8º, untuk dapat mengatur kemiringan dari alat maka sebelumnya harus diatur terlebih dahulu ketinggian penyangga alat. Ketinggian penyangga alat didapatkan dengan mengalikan kemiringan yang diinginkan dengan panjang alat yaitu 1,45 m.
sebagai contoh pada kemiringan 3 derajat seperti berikut ini : ℎ′= sin 𝛽 × 𝑙
ℎ′= sin 3° × 1,45 𝑚 ℎ′= 0,076 𝑚 = 7,6 𝑐𝑚
Hasil perhitungan ketinggian penyangga dapat dilihat pada Lampiran C sehingga didapatkan hasil sebagai berikut:
Tabel 7 Hasil perhitungan ketinggian penyangga alat
Kemiringan
(º) Panjang alat (m) ketinggian penyangga (cm)
3 1,45 7,6
5 1,45 12,6
8 1,45 20,1
4.1.3 Kecepatan Aliran Pada Alat
Selain debit air kecepatan aliran pada alat juga mempengaruhi proses konsentrasi gravitsi pada alat sluice box. Kecepatan aliran ini dipengaruhi dengan kemiringan alat serta kecepatan aliran air yang masuk kedalam alat sluice box. Hal ini dimana dalam fluida terjadi hukum Bernouli. Menurut Okiishi dan Rothmayer (2017
),
Hukum Bernouli berlandaskan dengan hukum kekalan energi yang terjadi pada fluida dimana tekanan, energi potensial dan energi kinetik pada fluida akan bersifat konstan dan memiliki nilai yang sama. Dengan menggunakan prinsip hukum Bernouli maka didapatkan nilai kecepatan aliran pada alat sluice box berdasarkan dengan kombinasi dari debit dan kemiringan sebagai berikut:Tabel 8 Hasil perhitungan kecepatan aliran air
Debit air (L/m)
Debit air (m3/s)
kecepatan air yang masuk
(m/s)
kecepatan air pada alat sluice box (m/s)
3º 5º 8º
16 2,6E-04 0,68 2,39 2,61 2,86
30 5,0E-04 1,31 4,15 4,28 4,44
50 8,3E-04 1,03 2,04 2,29 2,57
Pada tabel diatas debit dengan besaran 50 liter per menit memiliki kecepatan aliran air yang lebih sedikit karena pipa output yang digunakan adalah pipa 1 inchi sehingga tekanan lebih kecil sehingga kecepatan air yang masuk juga lebih kecil.
4.1.4 Hasil Pencucian Pasir Besi
Pencucian pasir besi dilakukan selama 30 menit. Setelah dilakukan pencucian maka konsentrat dan tailing yang telah dihasilkan akan dijemur terlebih dahulu dibawah sinar matahari, dan kemudian akan di hitung berat kering dari tailing dan konsentrat yang telah dihasilkan. Tabel hasil pencucian pasir besi dapat dilihat pada tabel berikut:
25
Tabel 9. Daftar hasil pencucian Sluice box
Debit (L/menit)
Kemiringan (º)
No.
Sampel
Tailing (gr)
Konsen trat (gr)
Total (gr
Losses (gr)
Losses (%)
Q1 (16 )
3º P1 11 2900 2911 89 2,97
5º P2 51 2763 2814 186 6,20
8º P3 1036 1864 2900 100 3,33
Q2 (30)
3º P4 139 2789 2928 72 2,40
5º P5 458 2409 2867 133 4,43
8º P6 1379 1538 2917 83 2,77
Q3 (50)
3º P7 531 2361 2892 108 3,60
5º P8 966 1905 2871 129 4,30
8º P9 1341 1505 2846 154 5,13
Dari tabel diatas dapat kita lihat perolehan massa konsentrat dan massa tailing semakin kecil kemiringan alat maka tailing yang dihasilkan juga sedikit sedangkan semakin tinggi kemiringan alat maka tailing juga akan semakin banyak seperti yang terlihat pada lampiran 8 . Seperti yang terlihat pada lampiran Sedangkan untuk perolehan loses yang dihasilkan pada setiap percobaan stabil antara 83 gram hingga 189 gram. Perolehan losses dari setiap sampel dapat dilihat pada diagram berikut:
Gambar 7. Diagram Perbandingan Losses 0
20 40 60 80 100 120 140 160 180 200
3º 5º 8º
Perolehan Losses (gr)
Kemiringan
Q1 Q2 Q3
Dari diagram diatas dapat kita lihat perolehan losses paling tinggi berada pada percobaan menggunakan kemiringan 5º dengan debit air yang digunakan Q2 dengan loses mencapai 186 gram. Losses dapat terjadi dalam pencucian karena adanya material yang tertinggal pada saat melakukan pengeringan/
penjemuran. Selain itu losses terjadi pada saat pengurasan air untuk mengambil tailing dimana air terbawa oleh material dan mengakibatkan material tailing atau konsentrat tercecer.
4.2 Nisbah Konsentrasi Pengolahan
Setelah mendapatkan massa konsentrat dari masing-masing percobaan maka selanjutnya dapat dihitung nisbah konsentrasi pengolahan (ratio of concentration). Nisbah konsentrasi menunjukan besaran dari banyaknya umpan atau feed dalam 1 bagian konsentrat. Nisbah konsentrat didapatkan dari perbandingan massa antara massa umpan terhadap massa konsentrat atau dapat dilihat pada rumus (6). Sebagai contoh perhitungan nisbah konsentrasi pada sampel P1 :
𝐶𝑅 = 𝐹 𝐾 𝐶𝑅 = 3000 𝑔𝑟
2900 𝑔𝑟 𝐶𝑅 = 1,03
Sehingga dari perhitungan diatas maka didapatkan nilai nisbah konsentrasi pengolahan pada tabel berikut:
Tabel 10 Hasil perhitungan nisbah konsentrasi
Debit (L/menit)
Kemiringan (º)
No.
Sampel Konsentrat (gr) CR
16
3 P1 2900 1,03
5 P2 2763 1,09
8 P3 1864 1,61
30
3 P4 2789 1,08
5 P5 2409 1,25
8 P6 1538 1,95
50
3 P7 2361 1,27
5 P8 1905 1,57
8 P9 1505 1,99
Dari tabel diatas dapat kita lihat nilai kriteria nisbah konsentrasi paling tinggi yaitu berada pada percobaan P9 yaitu dengan nilai 1,99. Dari percobaan
