ANALISIS PENGARUH JUMLAH KOLEKTOR DAN AKTIVATOR TERHADAP PEROLEHAN Pb PADA BIJIH GALENA

(1)

1

ANALISIS PENGARUH JUMLAH KOLEKTOR DAN AKTIVATOR

TERHADAP PEROLEHAN Pb PADA BIJIH GALENA

ANALYSIS OF THE INFLUENCE OF THE NUMBER OF COLLECTORS AND ACTIVATORS

ON Pb INCOME IN GALENA ORE

Agung Lumban Gaol

1

_{, Subandrio}

2

_{, Christin Palit}

3*

1,2,3_{Program Studi Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti,} Jalan Kyai Tapa No.1, Tomang, Grogol Petamburan, Jakarta 11440, Indonesia

*E-mail untuk korespondensi (corresponding author): christinpalit@trisakti.ac.id

Abstrak - Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui jumlah kolektor dan aktivator paling optimal dalam proses

flotasi bijih galena. Metode flotasi yang digunakan adalah metode flotasi selektif langsung yaitu buih yang terangkat berupa konsentrat dan yang tenggelam atau terendapkan dibawah adalah tailing. Kolektor yang digunakan yaitu SDD dan aktivator yang digunakan yaitu CuSO4. Galena yang digunakan adalah galena low atau berkadar rendah dengan kadar setelah di XRF yaitu 5,62%. Variebel tetap pada flotasi ini yaitu pH 10.5, kecepatan impeller 1500rpm, ukuran sample mesh 200, dan frother yaitu pine oil 0.15 gr/kg lalu adapun variabel bebas nya adalah kolektor 0.9 gr/kg, 0.4 gr/kg, 1,4 gr/kg dan aktivator 0.75 gr/kg, 0.25 gr/kg, 1.25 gr/kg. Setelah dilakukan flotasi dan melakukan XRF untuk mengetahui kadar sampel hasil flotasi diketahui kadar galena paling optimal yaitu 14.87% pada variasi kolektor SDD 0.9 gr/kg dan aktivator CuSO4 0.75 gr/kg. Berat konsentrat yang didapat sebesar 106.78 gram. Recovery metallurgical balance variasi tersebut sebesar 84.84%.

Kata kunci: flotasi, galena, kolektor, aktivator, kadar

Abstract - This study aims to determine the most optimal number of collectors and activators in the flotation

process of galena ore. The flotation method used is the direct selective flotation method, namely the foam that is lifted in the form of concentrate and what sinks or is deposited below is the tailings. The collector used is SDD and the activator used is CuSO4. Galena used was low or low levels of galena with levels after XRF of 5.62%. Fixed variables in this flotation are pH 10.5, impeller speed 1500rpm, mesh sample size 200, and frother, pine oil 0.15 gr / kg then the independent variable is the collector 0.9 gr / kg, 0.4 gr / kg, 1.4 gr / kg and activator 0.75 gr / kg, 0.25 gr / kg, 1.25 gr / kg. After flotation and XRF to determine the content of the flotation sample, it was found that the optimum galena content was 14.87% in the SDD collector variation of 0.9 g / kg and CuSO4 activator 0.75 gr / kg. The weight of the concentrate obtained is 106.78 grams. The recovery metallurgical balance for this variation is 84.84%.

Keywords: flotation, galena, collector, activator, content

PENDAHULUAN

Pengolahan bahan galian pada dunia pertambangan merupakan tahap yang sangat krusial dan perlu diperhatkan terlebih di dalam penambangan mineral. Dilakukan nya proses pengolahan bahan galian ini bertujuan untuk memisahkan zat pengotor yang terkandung dalam mineral berharga yang telah diekstraksi dari dalam bumi. Di dalam pengolahan bahan galian terdapat beberapa proses peningkatan kadar konsentrasi salah satunya yaitu flotasi. Metode flotasi sendiri adalah proses konsentrasi mineral berdasarkan sifat hidrofilik atau suka air dan hidrofobik atau tidak suka air. Sebagian besar mineral oksida dan sulfida akan tenggelam bila dimasukkan ke dalam air, itu disebabkan oleh permukaan mineral tersebut yang mempunyai sifat Hidrofilik. Tetapi ada beberapa mineral sulfide yang dapat diubah sifat permukaannya yang awalnya suka air atau hidrofilik menjadi suka udara atau hidrofobik dengan menambahkan reagen yang terdiri dari senyawa hidrokarbon, mineral tersebut antara lain kalkopirit, galena, dan sfalerit. Kegunaan reagen pada proses flotasi

(2)

2

adalah untuk membuat proses flotasi berjalan dengan semestinya. Reagen dalam flotasi terdiri dari Pembuih (Frother), kolektor, pH regulator, depresan, aktivator, dan dispersan. Setiap reagen tersebut memiliki kegunaannya masing-masing. Pada penelitian ini digunakan bijih kompleks salah satunya yaitu galena-sfalerit yang mengandung timbal (Pb) dan seng (Zn). Pada penelitian ini bertujuan untuk menganalisa pengaruh jumlah kolektor dan jumlah aktivator dalam metode flotasi agar diketahui perolehan optimal konsentrat dari galena. Metode flotasi yang digunakan yaitu flotasi selektif langsung dengan konsep mengapungkan konsentrat timbal (Pb) dengan reagen-reagen yang sesuai kemudian yang sisanya berupa tailing akan tertahan di sel flotasi dan tidak keluar atau tertahan dibawah. Di penelitian ini dilakukan kombinasi variasi antara kolektor dan aktivator guna mengetahui pada jumlah berapa penggabungan keduanya menghasilkan konsentrat Pb yang optimal.

METODE

Deskripsi Galena

Galena adalah mineral timbal sulfida dengan komposisi kimia PbS. Galena merupakan bijih utama timbal (timah hitam). Galena banyak terdapat dalam batuan beku dan batuan metamorf. Galena memiliki warna perak, kilap logam cerah, memiliki berat jenis tinggi antara 7,4 sampai 7,6 . Galena cukup lembut dengan kekerasan lebih dari 2.5 dalam Skala Mohs. Galena memiliki ciri-ciri cerat abu-abu sampai hitam dan bentuk kristal galena pada umumnya membentuk kubus atau oktahedron.

Pemanfaatan Galena

Galena merupakan mineral yang sangat sering kita jumpai dalam kehidupan sehari-hari. Pada hidup kita timbal sering kita jumpai dalam baterai timbal. Sebuah baterai khusus mengandung sekitar yang mengandung kurang lebih dua puluh (20) pon timbal. Baterai timbal ini juga digunakan sebagai sumber listrik darurat untuk komputer, fasilitas komunikasi, dan lainnya. Timbal juga merupakan salah satu logam yang digunakan dalam sistem penyimpanan energi yang terkait dengan pembangkit listrik. Timbal dapat pula digunakan untuk bahan baku saluran pipa air.

Definisi Flotasi

Flotasi adalah suatu proses pegolahan air yang dipakai untuk pemisahan partikel solid dan cairan dari fase cairan. Proses pemisahan dapat terjadi karena adanya gelembung-gelembung halus yang terdapat pada fase cairan yang naik ke permukaan air akan mengangkut partikel-partikel yang ada pada fase cairan tersebut (Rich, 1961).

Tahapan Flotasi

Liberasi yaitu pembebasan mineral berharga dari pengotor nya dan mereduksi ukuran dengan didasari proses kominusi yaitu crushing dan grinding kemudian dilanjutkan dengan proses pengayakan dan proses classifying. Proses ini bertujuan agar ukuran butir mineral dapat seragam, sehingga proses flotasi akan berhasil. Diupayakan dalam tahap ini juga, dilakukan deslimming atau pemusnahan slime, karena slime akan mengganggu proses flotasi. Proses Conditioning ini membuat pulp yang nantinya akan digunakan dalam flotasi. Proses ini sebaiknya disesuaikan dengan tahap sebelumnya yaitu liberasi dalam proses basah. Pada proses conditioning ini reagen yang diberikan adalah frother, kolektor dan reagen modifier yang termasuk aktivator, depresan, dispersan dan pH regulator. Proses ini menggunakan pulp yang dihasilkan pada tahap conditioning sebelumnya dan dimulai dengan masuknya gelembung udara kepada pulp tersebut. Gelembung udara tadi dimasukkan kedalam sel flotasi untuk mengapungkan padatan sehingga mudah diambil. Dengan memanfaatkan gaya dorong yang diciptakan gelembung tersebut, maka padatan yang berat jenisnya lebih tinggi daripada air akan terdorong ke keatas. Dan padatan yang berat jenisnya lebih rendah daripada air akan terjadi kebalikannya.

(3)

3

Faktor – Faktor yang Mempengaruhi Flotasi

A. Ukuran Partikel

Dalam metode flotasi ukuran partikel adalah syarat awal dilakukannya flotasi, karena jika ukuran bijih masih tergolong besar akan sulit untuk di flotasi dan kemungkinan akan mengendap dan tidak bisa terapung. Ukuran partikel juga menentukan apakah bijih tersebut dapat menempel pada gelembung udara yang akan membawa mineral keatas atau permukaan sel flotasi.

B. pH Larutan

PH larutan juga mempengaruhi proses flotasi. Jika pH larutan tinggi atau relatif bersifat basa maka partikel cenderung mengendap di dasar sel flotasi jika hal ini terjadi maka proses flotasi akan sulit dilaksanakan atau sulit berhasil, maka dari itu perlu dilakukan penyesuaian pH larutan agar flotasi dapat berhasil.

C. Surfaktan

Surfaktan (Surface Active Agent) adalah zat yang dapat mengaktifkan permukaan karena cenderung untuk terkonsentrasi pada permukaan atau antar muka. Surfaktan memiliki gugus polar dan non-polar sekaligus di dalamnya. Ini dapat membantu sifat mineral dari suka air (hidrofilik) menjadi suka udara (hidrofobik).

D. Koagulan

Koagulan sendiri sangat berguna untuk membuat ukuran partikel yang di flotasi menjadi lebih kecil sehingga akan mudah untuk di flotasi.

E. Waktu Conditioning dan Aerasi

Menurut A.M Gaudin waktu conditioning adalah waktu yang terjadi setelah penambahan reagen-reagen kedalam pulp agar terjadinya proses pemerataan menyeluruh sampai proses selanjutnya yaitu pemberian aliran udara. Sedangkan waktu aerasi adalah waktu yang digunakan agar partikel-partikel mineral dapat melekat pada gelembung udara dan terangkat keatas atau permukaan sel flotasi. Waktu yang dibutuhkan untuk conditioning berkisar dari 1 detik hingga 30 menit. Sedangkan waktu yang dibutuhkan untuk aerasi berkisar dari 1 menit hingga 15 menit.

F. Ukuran Gelembung Udara

Ukuran gelembung udara dapat dipengaruhi oleh konsentrasi pembuih, kecepatan impeller, dan kecepatan aliran udara.

Reagen yang Digunakan dalam Flotasi

Dengan adanya perbedaan sifat permukaan hidrofobik dan hidrofilik perlu adanya suatu reagen kimia untuk mengubah permukaan mineral. Reagen kimia yang digunakan sebagai bahan bantu flotasi, karena mempengaruhi sifat permukaan fase-fase yang terlibat adalah frother, kolektor, pH regulator, dispersan, depresan dan aktivator.

Persamaan Matematika yang Digunakan

Metallurgical balance dapat dihitung dengan persamaan (1) sebagai berikut:

Metallurgical Balance F.f = C.c + T.t

(4)

4

Keterangan:

F = Berat Feed (gram) C = Berat Konsentrat (gram) T = Berat Tailing (gram) f = Kadar Feed (%) c = Kadar Konsentrat (%) t = Kadar Tailing (%)

Material balance dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut:

Material Balance F = C + T

Recovery R = x 100% (2)

Keterangan:

F = Berat Feed (gram) C = Berat Konsentrat (gram) T = Berat Tailing (gram)

HASIL DAN PEMBAHASAN

Dalam penelitian ini menggunakan bijih galena dari PT Galena Maju Karya Mandiri. Feed yang digunakan memiliki ukuran -170 +200 mesh dengan variable kolektor 0,4 gram, 0,9 gram, 1,4 gram dan activator 0,25 gram, 0,75 gram, 1,25 gram dengan pH yaitu 10,5.

XRD berguna untuk menunjukan senyawa yang terkandung di dalam bijih galena yang di uji tersebut data ini digunakan untuk memastikan apakah senyawa yang diinginkan benar – benar ada di dalam bijih tersebut sebelum melakukan proses flotasi. Analisis XRD ini dilakukan di Fakultas Sains dan Teknologi Pusat Laboratorium Terpadu Hasil Universitas Negeri Islam Syarif Hidayatullah Jakarta. Hasil uji XRD nya tertera pada Gambar 1 dan Tabel 1.

Gambar 1. Hasil uji XRD

Tabel 1. Hasil Uji XRD

Kode Komposisi No. ICDD Space Group Struktur Kristal

(5)

5 Kode Komposisi No. ICDD Space Group Struktur Kristal

• CuCl 06-0344 F-43m Cubic

• Si 27-1402 Fd-3m Cubic

• PbS 78-1057 Fm-3m Cubic

Sumber: Fakultas Sains dan Teknologi Pusat Laboratorium Terpadu, Universitas Negeri Islam Syarif Hidayatullah Jakarta (2019)

Dari gambar diatas dapat dilihat warna serta kandungan dari unsur – unsur yang terkandung di dalam sampel yang diuraikan pada tabel berikutnya. SiO2 ditandai dengan warna merah, CuCl ditandai

dengan warna hijau, Si dengan warna biru, dan PbS dengan warna pink. Sebenarnya ada Zn salah satu unsur penyusun tertinggi di dalam galena namun tidak tertera pada hasil XRD ada kemungkinan karena kandungan nya terlalu kecil untuk dibaca oleh alatnya.

XRF berguna untuk mengetahui data konsentrasi unsur-unsur yang terkandung dalam sampel yang digunakan yaitu bijih galena dalam satuan persen. Analisis XRF ini juga dilakukan diawal sebelum melakukan proses flotasi agar mengetahui perbedaan perubahan unsur – unsur saat setelah proses flotasi dilakukan dengan variabel – variabel yang berbeda. Analisis XRF ini dilakukan di Laboratorium Riset UPP IPD FMIPA Universitas Indonesia. Hasil uji XRF nya tertera pada Tabel 2.

Tabel 2. Hasil uji XRF awal

Element Concentration Unit

Al 2.14 % Si 34.32 % S 15.04 % Cl 0.71 % K 1.05 % Ca 0.64 % Fe 21.92 % Cu 2.05 % Zn 16.51 % Pb 5.62 % Total 100 %

Pada tabel ini membuktikan bahwa unsur – unsur yang terbaca pada XRD ada pada sampel dengan beserta kadar nya, disini juga terbukti bahwa adanya unsur Zn pada sampel galena. Tabel 3 berikut ini menunjukkan variasi kadar kolektor dan aktivator yang digunakan dalam flotasi beserta jumlah konsentrat dan tailing dari Pb dan variabel tetapnya.

Tabel 3. Hasil flotasi variasi kadar kolektor dan aktivator

No Kolektor Aktivator % Solid Feed pH

Konsentrat

Pb Tailing

(gram) (gram) (gram) (gram) (gram)

1 0.9 0.75 25 333 10.5 106.78 212.56

2 0.9 0.25 25 333 10.5 109.8 197.8

3 0.9 1.25 25 333 10.5 51.56 260.12

4 0.4 0.75 25 333 10.5 82.52 208.28

(6)

6

No Kolektor Aktivator % Solid Feed pH

Konsentrat

Pb Tailing

(gram) (gram) (gram) (gram) (gram)

6 0.4 1.25 25 333 10.5 73.44 220.76

7 1.4 0.75 25 333 10.5 104.92 187.44

8 1.4 0.25 25 333 10.5 95.6 213.74

9 1.4 1.25 25 333 10.5 80.46 209.92

Tabel 4. Hasil flotasi SDD 0,9 gram dan CuSO4 0,75 gram

Si 6.52 % S 14.16 % Cl 0.34 % Ca 1.52 % Fe 16.07 % Cu 5.32 % Zn 39.41 % Ag 0.39 % Pb 14.87 %

Sumber: Laboratorium Uji dan Kalibrasi PTBBN-BATAN Tabel 5. Hasil flotasi SDD 0,9 gram dan CuSO4 0,25 gram

Si 29.38 % S 24.22 % Fe 16.73 % Zn 12.97 % Pb 7.33 % Ca 2.98 % Cu 1.47 %

Si 24.95 % S 24.74 % Fe 16.23 % Zn 16.14 % Pb 11.48 % Ca 3.34 % Cu 2.15 %

(7)

7 Tabel 7. Hasil flotasi SDD 0,4 gram dan CuSO4 0,75 gram

Si 22.54 % S 23.21 % Fe 14.96 % Zn 13.56 % Pb 9.18 % Ca 4.8 % Cu 1.53 %

Si 23.62 % S 23.53 % Fe 14.62 % Zn 13.91 % Pb 8.99 % Ca 4.71 % Cu 1.54 %

Si 27.37 % S 24.75 % Fe 17 % Zn 15.47 % Pb 10.33 % Ca 2.15 % Cu 2.02 %

Si 28.89 % S 24.22 % Fe 16.46 % Zn 14.11 % Pb 8 % Ca 1.96 % Cu 1.64 %

(8)

8

Tabel 11. Hasil flotasi SDD 1,4 gram dan CuSO4 0,25 gram

Si 28.51 % S 25.15 % Fe 16.04 % Zn 14.05 % Pb 7.99 % Ca 2.01 % Cu 1.51 %

Si 26.62 % S 23.4 % Fe 15.2 % Zn 13.26 % Pb 8.74 % Ca 2.65 % Cu 1.69 %

Sumber: Laboratorium Uji dan Kalibrasi PTBBN-BATAN

Nilai recovery actual atau metallurgical balance di dapat dari perkalian berat konsentrat Pb hasil flotasi dan kadarnya dibagi berat umpan awal sebelum flotasi dan kadarnya. Recovery metallurgical

balance dihitung dengan Persamaan (1) dan didapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 13. Hasil perhitungan metallurgical balance

No Kolektor Aktivator % Solid pH Feed

Konsentrat

Pb Kadar

Recovery Pb

(gram) (gram) (gram) (gram) (%) %

1 0.9 0.75 25 10.5 333 106.78 14.87 84.84 2 0.9 0.25 25 10.5 333 109.8 7.33 43 3 0.9 1.25 25 10.5 333 51.56 11.48 31.62 4 0.4 0.75 25 10.5 333 82.52 9.18 40.47 5 0.4 0.25 25 10.5 333 68.24 8.99 32.78 6 0.4 1.25 25 10.5 333 73.44 10.33 40.53 7 1.4 0.75 25 10.5 333 104.92 8 44.85 8 1.4 0.25 25 10.5 333 95.6 7.99 40.81 9 1.4 1.25 25 10.5 333 80.46 8.74 37.57

Pada data tabel di atas didapatkan recovery metallurgical balance Pb paling optimal berada pada variasi kolektor 0,9 gram dan aktivator 0,75 gram dengan persen solid 25%; pH 10,5; feed awal 333 gram, konsentrat 106,78 gram dan kadar 14,87%. Sementara variasi yang lainnya memiliki recovery berkisar antara 30% - 45%.

(9)

9 Nilai recovery berdasarkan berat atau material balance di dapat dari pembagian berat konsentrat Pb hasil flotasi dan berat umpan awal sebelum flotasi. Recovery material balance didapat dengan Persamaan (2) dan didapatkan hasil sebagai berikut:

Tabel 14. Hasil perhitungan material balance

No Kolektor Aktivator % Solid pH Feed Konsentrat Pb

Recovery Pb

(gram) (gram) (gram) (gram) (%)

1 0.9 0.75 25 10.5 333 106.78 32.06 2 0.9 0.25 25 10.5 333 109.8 32.97 3 0.9 1.25 25 10.5 333 51.56 15.48 4 0.4 0.75 25 10.5 333 82.52 24.78 5 0.4 0.25 25 10.5 333 68.24 20.49 6 0.4 1.25 25 10.5 333 73.44 22.05 7 1.4 0.75 25 10.5 333 104.92 31.5 8 1.4 0.25 25 10.5 333 95.6 28.7 9 1.4 1.25 25 10.5 333 80.46 24.16

Pada data tabel diatas didapatkan recovery material balance Pb paling optimal berada pada variasi kolektor 0,9 gram dan aktivator 0,25 gram dengan persen solid 25%; pH 10,5; feed awal 333 gram; konsentrat 109,8 gram. Sementara variasi yang lainnya memiliki recovery antara 13% di bawah

recovery optimal.

KESIMPULAN

Berdasarkan data – data yang diperoleh dapat diambil kesimpulan yaitu kadar sampel Pb awal sebelum dilakukan proses flotasi adalah 5,62%. Setelah dilakukan proses flotasi dengan variasi kolektor SDD 0,9 gram, 0,4 gram, 1,4 gram dan aktivator CuSO4 0,75 gram, 0,25 gram, 1,25 gram maka kadar Pb dari semua variasi mengalami kenaikan dan variasi kolektor SDD 0,9 gram dan CuSO4 0,75 gram memiliki kadar tertinggi yaitu 14,87% dan memiliki recovery metallurgical balance yaitu 84,84% namun variasi kolektor SDD 0,9 gram dan aktivator CuSO4 0,25 gram lah yang memiliki recovery material balance tertinggi yaitu 32,97%. Dengan ini dapat dikatakan bahwa kolektor SDD paling bagus berada pada angka 0,9 gram karena pada 0,4 gram dan 1,4 gram mengalami penurunan saat di variasi kan dengan aktivator CuSO4 dibandingkan dengan 0,9 gram. Dan aktivator paling bagus berada pada angka 0,75 gram karena saat divariasi kan dengan kolektor SDD 0,9 gram memiliki kadar dan recovery metallurgical balance tertinggi walaupun pada recovery material balance tertinggi berada pada aktivator CuSO4 0,4 gram.

UCAPAN TERIMA KASIH

Penulis mengucapkan terima kasih kepada Laboratorium Pengolahan Bahan Galian (PBG) Universitas Trisakti yang menyediakan alat serta fasilitas lainnya agar penulis dapat menyelesaikan penelitian ini.

(10)

10

DAFTAR PUSTAKA

1. Barry, A. Wills (2006), Tim Napier-Munn “Mineral Processing Technology” Elsevier Science & Technology Books.

2. Elly, F.S. (2018): Variasi Penambahan Cleaner Scavanger Tail (CST) Pada Sirkuit Rougher-Scavenger Terhadap Perolehan Cu dan Au dengan Metode CPS (Controlled Potential Sulphidisation) di PT Amman Mineral Nusa Tenggara, Jurusan Teknik Pertambangan, Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti.

3. Gaudin, A.M.,”Principles of Mineral Dressing. New Delhi: Tata McGraw-Hill Publishing Company Ltd.1977.

4. Srdjan, M. Bulatovic (2007): Handbook of Flotation Reagents, Elsevier Science & Technology Books.

5. Srdjan, M. Bulatovic (2010): Handbook of Flotation Reagents: Chemistry, Theory and Practice, Elsevier Science & Technology Books