Humprey Spiral

HUMPREY SPIRAL

HUMPREY SPIRAL

Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pengolahan Bahan Galian Diajukan Untuk Memenuhi Tugas Mata Kuliah Pengolahan Bahan Galian

 Pada Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik  Pada Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknik

Universitas Islam Bandung Universitas Islam Bandung Tahun Ajaran !"#$!"%  Tahun Ajaran !"#$!"% 

Oleh : Oleh : Rifqi

Rifqi Feishal Feishal Mahbub Mahbub (100701(10070115047)15047) M.

M. Liana Liana Rahmy Rahmy (10070115064)(10070115064) Muhammad

Muhammad Riffan Riffan R. R. (10070115066)(10070115066) Muhammad

Muhammad Fauzan Fauzan au!sa" au!sa" (1007011507#)(1007011507#)

$RO%R&M '*+ ,-+

$RO%R&M '*+ ,-+

$,R&M&-%&-F&L&' ,-+

-+/,R'+&' +'L&M &-*-%

14 2 3 017 M

&& $,-%&-&R

 Assalamu’alaikum wr.wb

Puji syukur kami penjatkan kehadirat Tuhan Yang Maha Pengasih lagi Maha Pemurah, yang mana atas rahmat-Nya kami dapat menyelesaikan penyusunan makalah mata kuliah Pengolahan Bahan Galian yang berjudul Humprey Spiral &

Dalam pembuatan makalah ini kami merasa masih banyak kekurangan-kekurangan, baik pada teknis penulisan maupun materi, mengingat akan kemampuan yang kami miliki dan pembelajaran kami. ntuk itu kritik dan saran dari semua pihak sangat kami harapkan demi penyempurnaan pembuatan makalah ini.

!ami mengu"apkan terima kasih yang tak terhingga kepada pihak-pihak yang membantu dalam menyelesaikan makalah ini, khususnya kepada #r. $riyanti, M.T. yang tak kenal lelah untuk terus memberi pengarahan dan membimbing kami dalam menyelesaikan laporan ini.

 %khirnya kami berharap semoga %llah $&T memberikan imbalan yang setimpal pada mereka yang telah memberikan bantuan, dan dapat menjadikan semua bantuan ini sebagai ibadah, %miin Yaa 'obbal (%lamiin.

Wassalamu’alaikum wr.wb

Bandung, )* %pril *+)

& +

$,-*&2L&-1.1.

La!a" elaan8

Deasa ini dalam dunia pertambangan, kebutuan akan bahan tambang semakin meningkat. al ini dapat kita liat dari semakin meledaknya populasi di dunia dan menyebabkan berbagai ma"am kebutuhan yang berhubungan dengan bahan galian pertambangan berubah meningkat dengan pesat. Berbagai ma"am bahan galian yang dibutukan antara lain mineral logam yang banyak digunakan di bidang konstruksi seperti aluminium, timah, atapun nikel. !eperluan yang semakin meningkat tersebut di khaatirkan dapat menambah jumlah kebutuhan akan bahan galian.

$emakin bertambahnya jumlah kebutuhan akan bahan galian juga berpengaruh pada semakin beragamnya pengolahan yang dibutuhkan dalam meman/aatkan bahan galian logam yang di tambang. Pengolahan bahan galian sendiri merupakan proses yang dilakukan untuk memisahkan mineral logam berharga dari mineral pengotornya dengan tujuan untuk meningkatan nilai jual dan mempermudah pemrosesan selanjutnya. Pengolahan bahan galian sendiri terdiri atas tahap-tahap yang dimulai dari penge"ilan ukuran, penyeragaman ukuran, pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya dan terakhir  proses pengurangan kandungan air. Tahap pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya merupakan proses inti dari proses pengolahan bahan galian, hal tersebut berkaitan dengan tujuan dari pengolahan bahan galian itu sendiri, yaitu pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya.

Proses pemisahan mineral berharga dari mineral pengotornya, atau biasa disebut proses konsentrasi, dapat dilakukan dengan berbagai "ara sesuai dengan karakteristik yang dapat dikelompokan dari berbagai jenis bahan galian, yaitu berdasarkan berat jenis, si/at kelistrikan, si/at kemagnetan, dan si/at permukaan. Pemisahan mineral berdasarkan menggunakanperbedaan berat  jenis, merupakan pemisahan yang paling sering digunakan pada pabrik-pabrik pengolahan, seperti pada proses pemisahan mineral kasiterit untuk logam t imah. $elain karena memiliki konsep kerja yang sangat sederhana, pemisahan yang

dilakukan memiliki nilai produksi yang rendah dimana hal tersebut dapat menurunkan angka produksi yang dikeluarkan suatu perusahaan tambang.

Proses pemisahan berdasarkan berat jenis di aplikasikan dalam berbagai  jenis alat pemisahan yang berbeda-beda, dimana pemilihan alat yang digunakan tergantung pada berat jenis dari berbagai ma"am bahan galian yang akan di pisahkan. $elain itu tergantung pada produk yang dibutuhkan karena dalam beberapa jenis alat pemisahan dilengkapi dengan pemisahan terhadap middling 

atau produk akhir yang tidak termasuk ke dalam konsentrat ataupun mineral pengotor. $alah satu alat pemisahan yang dilengkapi dengan produk akhir  berupamiddling adalah 'um(re) S(iral&

'um(re) S(iral merupakan alat yang sering digunakan pada proses pemisahan dan oleh karenanya pengkajian akan alat ini perlu untuk dilakukan untuk pemahaman dan pengaplikasian-nya.

).).). #denti/ikasi Masalah

 %dapun identi/ikasi masalah yang dapat diangkat adalah banyaknya penggunaan 'um(re) S(iral   sehingga pemahaman akan pengaplikasian-nya dibutuhkan.

1.1.. Pembatasan Masalah

ntuk memperjelas ruang lingkup pembahasan, maka penulis membatasi masalah yang akan dibahas yaitu mengenai in/ormasi umum, konsep kerja, bagian-bagian alat, jenis-jenis, /aktor yang mempengaruhi, dan kelebihan 0 kekurangan dari 'um(re) S(iral&

1..

Rumusan Masalah

).*.). %pa itu'um(re) S(iral 1

).*.*. Bagaimana konsep kerja dari 'um(re) S(iral 1 ).*.2. %pa bagian-bagian alat dari 'um(re) S(iral*

).*.3. Bagaimana 4enis-jenis dari'um(re) S(iral 1

).*.5. %pa /aktor yang mempengaruhi kerja 'um(re) S(iral 1 ).*.6. %pa kelebihan dan kekurangan dari'um(re) S(iral*

1..

u9uan

).2.). ntuk mengetahui apa itu'um(re) S(iral .

).2.*. ntuk mengetahui konsep kerja dari'um(re) S(iral . ).2.2. ntuk mengetahui bagian-bagian alat 'um(re) S(iral&

).2.3. ntuk mengetahui jenis-jenis dari'um(re) S(iral .

).2.5. ntuk mengetahui /aktor yang mempengaruhi kerja 'um(re) S(iral&

).2.6. ntuk mengetahui kelebihan dan kekurangan dari 'um(re) S(iral&

& ++

L&-*&'&- ,OR+ *&-

$,M&2&'&-1.

Humprey Spiral  

Pemisahan mineral-mineral dengan menggunakan hum(re) s(iral   dasar  utamanya adalah aliran /luida hori7ontal. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gra8itasi dan gaya sentri/ugal.

• Gaya gra8itasi

9intasan spiral yang disusun se"ara 8ertikal akan membuat partikel mengalir ke baah karena gaya gra8itasi. Gaya gra8itasi diman/aatkan sehingga tidak memerlukan gaya dorong oleh mesin.

• Gaya sentri/ugal

Gaya sentri/ugal mun"ul akibat bentuk lintasan yang spiral. Gaya ini bergantung pada ke"epatan partikel, kemiringan, dan jari-jari dari lintasan spiral. Gaya sentri/ugal menyebabkan mineral yang memiliki densitas lebih besar  berada di bagian dalam lintasan spiral, sedangkan mineral dengan densitas lebih rendah berada di sisi luar lintasan spiral.

• Gaya dorong air

 %ir sebagai media digunakan agar partikel dapat mengalir ke baah mengikuti lintasan spiral.

• Gaya gesek

Gaya gesek terjadi antara partikel dengan partikel dan partikel dengan lintasan spiral :bed;spiral body<

Bentuk alatnya berupa lounder yang melingkar membentuk spiral, makin panjang lounder maka konsentrat yang dihasilkan akan semakin tinggi kadarnya.

Penggunaan /luida ini lah yang menyebabkan s(iral termasuk ke dalam alat berjenis thin +ilm ,on,entration& Thin +ilm ,on,entration  merupakan alat;proses pemisahan melalui aliran /luida tipis dengan tebal merata dan sesuai dengan ukuran partikel yang akan dipisahkan, yang mengalir melalui suatu bidang miring, serta shear  pada /luida sangat ke"il.

4ika pada aliran tersebut ada partikel dengan ukuran sama tapi berbeda density-nya, maka partikel ringan akan memiliki ke"epatan lebih besar daripada partikel berat, karena berada di lapisan atas. 4ika partikel mempunyai density sama tapi berbeda ukuran, maka partikel yang berukuran besar akan mempunyai ke"epatan yang lebih besar, karena mempunyai luas permukaan yang lebih besar pada saat terdorong aliran air.

'um(re) S(iral banyak digunakan karena murah biaya operasinya, kontinu, dan dalam keadaan stead) , mekanisme pemisahan ini "epat di"apai.  %lati ni banyak digunakan di pabrik besi, batubara, dan pada pemisahan bijih

oksida logam.

Sumber- .harles Kuba,h/ !"0 

%amba" .1 ';i"al

Dasar kerja yang digunakan alat adalah s1it,ing e++e,t  yang terdiri dari =

• Di//erential %""eleration • indered $ettling

• #nterstitial Tri"kling • Gaya $entri/ugal

Tiga gaya pertama adalah akibat jatuhnya meterial dengan perbedaan density tertentu dalam /luida. $edangkan gaya sentri/ugal dikarenakan bentuk dari alat ini yang berbentuk spiral.

Proses pemisahan antara material yang ringan dan yang berat dapat dilihat pada gambar. Dari gambar terlihat baha mineral yang ringan terletak di bagian luar dari  lounder , di mana mineral ringan ini akan terus terbaa oleh aliran air sebgai tailing. $edangkan mineral yang berat berada di bagian dalam dari lounder, di mana mineral berat ini akan terus di alirkan dan masuk di dalam port sebagai konsentrat. !adar konsentrat yang dapat dihasilkan pada proses humpery spiral ini bisa men"apai >+? konsentrat.

Sumber- 2& D& Mi,haud/ !"3 

%amba" . $enam;an8 Louner 

Bijih yang memiliki perbedaan spe"i/i" gra8ity antara mineral berharga dan pengotor yang "ukup jauh, "ontohnya= besi, kromit, "assiterite, 7ir"on, rutile, mona7ite, dan batubara.

.

nse; e"9a

Humprey Spiral 

a. Feed  dimasukkan ke dalam +eed tank .

b. Melalui pompa, +eed dihisap masuk ke dalam ,),lone.

". Di dalam ,),lone "airan dengan yang kental dipisahkan, selanjutnya yang en"er dialirkan ke atas ke dalam lounder sebagai 1ash 1ater , sedang (ul( yang kental melalui lounder dialirkan ke atas menuju +eed bo4sebagai umpan.

d. !arena bentuk lounder ini melingkar seperti spiral dari atas ke baah, maka terjadi gerak arus sentri/ugal, sehingga material yang ringan sebagai tailing 

akan terletak dibagian luar.

e. Material yang berat ada di dalam sebagai konsentrat.

/. Mineral-mineral berat akan mengalir terus dan masuk ke dalam  (ort 

penampungan konsentrat yang dihasilkan.

 Sumber- 2& D& Mi,haud/ !"3 

%amba" . ';i"al

')dro,),lone digunakan untuk mengangkut air dan umpan menuju

bagian atas dan mengatur ?-solid pada umpan yang akan dipisahkan.

S(iral . Banyaknya lingkaran spiral memengaruhi produk yang akan dihasilkan. $emakin banyak lingkaran spiral maka semakin panjang lintasan dan semakin ke"il kemungkinan terjadinya arus turbulen dan pemisahan mineral dapat berlangsung dengan lebih baik.

Gaya-gaya yang bekerja pada partikel dalam aliran /luida adalah gaya dorong air dan hindered settling , jika partikel belum sampai ke dasar. 4ika partikel berada di dasar, maka gaya-gaya yang bekerja adalah =

• Dorongan air :@air<, pengaruh dari turunnya dari atas ke baah melalui

suatu bidang miring.

• Gaya gesek, Terjadi akibat gesekan antara partikel yang bergerak dengan

permukaan spiral, yang dapat dirumuskan seperti di baah ini=

• Gaya sentri/ugal, Gaya yang timbul akibat bentuk alat yang spiral. Gaya

gesek dan gaya sentri/ugal bekerja se"ara berlaanan arah, dimana partikel berat akan mengalami gaya sentri/ugal paling besar dan partikel kasar mendapat gaya gesek terbesar.

4ika gaya sentri/ugal A gaya gesek maka partikel akan terlempar  menjauhi pusat spiral

4ika gaya sentri/ugal C gaya gesek maka partikel akan terpusat di tengah spiral

.

a8ian<a8ian &la!

Humprey Spiral 

• eed tank

Merupakan suatu tempat untuk menampung masuknya /eed dan air atau pulp yang akan dilakukan pemisahan.

• Ey"lone

 %lat untuk memisahkan antara air yang bersih dengan air yang masih ber"ampur dengan material.

• $pliter 

$uatu alat untuk mengatur masuknya konsentrat ke dalam port.

• Port

$uatu lubang untuk masuknya konsentrat.

• Nat"h

Merupakan lubang bukaan ke"il yang apabila ada aliran ash ater akan menimbulkan gerakan air sehingga konsentrat yang tidak tertampung terdorong.

Merupakan suatu pipa yang tegak di dalamnya berlubang sebagai saluran konsentrat untuk turun ke baah.

• eed BoF

Merupakan tempat /eed atau umpan yang akan di konsentrasi

• 'i//le

Ber/ungsi untuk merubah aliran turbulen menjadi aliran laminer, sehingga terjadi pemisahan di dalam lounder.

Sumber- 2& D& Mi,haud/ !"3 

%amba" .4 ';i"al

4.

=enis<=enis

Humprey Spiral 

Dari bentuk spiralnya, maka alat spiral "on"entration dibagi menjadi dua, yaitu 

a. Multi // Take

• umprey $piral Eon"entration • HBE $piral Eon"entration • 'ei"herts $piral

• @i"hers $piral

b. 9imited // Take

• Ey"lo $piral

• $o8iet $piral Te"hnology • Miss"etinious $piral

Perbedaan bentuk ini akan ebrpengaruh pada berbedanya spesi/ikasi alat, seperti kemiringan dan jumlah putaran s(iral&

5.

Fa!" >an8 Mem;en8a"uhi e"9a

Humprey Spiral 

a. /a"iabel &la!

• Tipe spiral

Tipe spiral berpengaruh terhadap ke"epatan aliran alir, gaya sentri/ugal yang dihasilkan dan jenis aliran. Tipe ini berhubungan dengan spesi/ikasi alat seperti jumlah spiral ataupun kemiringan dari lounder yang dibuat. !emiringan yang dibuat biasanya sebesar 35I.

Sumber- David Kirk/ !!3  F! .1 emi"in8an ';i"al

Sumber- David Kirk/ !!3  %amba" .5

'e!sa emi"in8an

4umlah spiral yang diusahakan mendapatkan keadaan steady state, di mana aliran air tidak turbulen. $emakin banyak jumlah spiral akan semakin baik untuk keadaan steady state agar pemisahan berlangsung dengan baik. Biasanya berjumlah )5 putaran atau spiral.

• Posisi spliter 

Posisi spliter menentukan seberapa ukuran berat yang akan ditampung sebagai konsentrat, tailing dan middling.

• !etinggian spiral

!etinggian sprial akan berpengaruh terhadap kemiringan :slope< spiral, yang akhirnya ikut menentukan apakah aliran /luida bersi/at stead) state.

• Penampang melintang heliF dan diameter 

b. /a"iabel O;e"asi

• Derajat liberasi dan ukuran /eed.

kuran /eed yang terlalu besar akan menyulitkan proses strati/ikasi, karena akan ada partikel-partikel yang tidak dapat bergerak akibat tekanan air  yang tidak kuat. Tetapi jika ukurannya terlalu ke"il juga akan menyulitkan, karena akan banyak mineral berharga yang masuk ke tailing.

• $elang ukuran /eed

$elang ukuran umpan yang ideal adalah 25J sampai K3>J :+,+)5 mm -+,> mm<. 4ika terlalu ke"il dapat menyulitkan proses pemisahan, karena tidak terjadi strati/ikasi pada lapisan di atas /luida. 4ika terlalu besar juga akan menyulitkan pemompaan dan aliran air tidak "ukup untuk melakukan pemisahan.

• 9aju pengumpanan

4ika laju pengumpanan terlalu besar, maka tidak akan terjadi strati/iksasi pada permukaan spiral. !arena terdapat tumpukan material yang tidak sempat terpisahkan oleh aliran air. Tetapi laju pengumpanan yang terlalu ke"il juga tidak e/isien.

• 4umlah dan ke"epatan aliran air pen"u"i :1ash 1ater <

4umlah dan ke"epatan aliran air pen"u"i ikut menentukan apakah aliran /luida bersi/at steady state. al ini dipengaruhi oleh kekuatan motor yang digunakan untuk memompa air dari tangki penampungan kembali ke atas spiral yang paling tinggi.

• Persen solid umpan

#dealnya persen solid pada umpan adalah )5?. Pengaruhnya adalah terhadap pen"iptaan kondisi hindered settling. Persen solid yang terlalu besar akan menyulitkan pempompaan, sedangkan jika terlalu ke"il jadi tidak ekonomis.

al L hal yang perlu diperhatikan dalam mekanisme kerja humprey spiral ini adalah=

a. diameter bukaan luonder  b. kemiringan dari lunder  ". tinggi;panjang lounder 

d. keseragaman ukuran butiran material e. ke"epatan aliran air sebagai 1ash 1ater 

/. /luida yang digunakan sebagai media pemisahan mineral. g. 9aju pengumpanan

9aju pengumpanan mempengaruhi strati/ikasi /eed pada lintasan. 4ika laju pengumpanan terlalu besar maka /eed akan menumpuk sehingga proses pemisahan tidak berlangsung dengan baik. Namun jika laju pengumpanan terlalu sedikit proses akan bekerja dengan lambat sehingga hasilnya pun tidak optimal dan air banyak terbuang.

h. $elang ukuran umpan

$elang ukuran umpan biasanya +.+)5 L +.> mm. 4ika umpan berukuran terlalu besar maka pompa akan sulit untuk mengangkat sampai bagian atas spiral, namun jika ukuran terlalu ke"il akan menyulitkan proses strati/ikasi di lintasan spiral.

i. ?-solid umpan

?-solid /eed untuk umprey $piral berkisar antara )5 L 35?. Pengaruhnya adalah terhadap pen"iptaan hindered settling. 4ika terlalu besar ?-solid mengakibatkan pompa tidak dapat menaikannya menuju bagian atas spiral, sedangkan jika terlalu en"er proses keseluruhan menjadi tidak ekonomis.

6.

eun!un8an dan eu"an8an

Humprey Spiral 

!elebihan yang didapat pada pemisahan mineral dengan menggunakan alat humprey spiral antara lain =

a. ongkos instalasi

b. ongkos peraatan rendah ". ongkos operasi rendah

d. dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar, kadar konsentrat yang diperoleh bisa men"apai >+?.

!ekurangan yang dihadapi pada pemisahan mineral dengan menggunakan alathum(re) s(iral  ini adalah =

a. kuran +eed  yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran /eed antara )3 dan 3++ mesh, tetapi bijih besi bisa di atas )+ sampai )+ mesh.

b. Diperlukan suplay air yang "ukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium 1ash 1ater .

& +++

,'+M$L&-'um(re) S(iral merupakan Pemisahan mineral-mineral dengan menggunakan hum(re) s(iral dasar utamanya adalah aliran /luida hori7ontal. Gaya-gaya yang berpengaruh dalam proses ini adalah gaya dorong air, gaya gesek, gaya gra8itasi dan gaya sentri/ugal.

!onsep kerja dari 'um(re) S(iral meman/aatkan perbedaan berat jenis dari kedua mineral yang akan dipisahkan, dimana ketika +eed yang dimasukkan kedalam spiral akan terjadi pemisahan dimana mineral yang ringan terletak di bagian luar dari  lounder , di mana mineral ringan ini akan terus terbaa oleh aliran air sebgai tailing. $edangkan mineral yang berat berada di bagian dalam dari lounder, di mana mineral berat ini akan terus di alirkan dan masuk di dalam port sebagai konsentrat.

'um(re) S(iral terdiri dari bagian-bagian diantaranya eed tank sebagai masukan +eed , Ey"lone untuk memisahkan air bersih dan air yang berisi material, $pliter sebagai tempat mengendapnya mineral, Port sebagi lubang masuknya mineral akhir, Nat"h lubang ke"il yang membuat gerakan air sehingga konsentrat yang tidak tertampung terdorong, %Fis :sumbu< pipa tegak di tengah alat sebagai saluran konsentrat untuk turun kebaah, eed BoF tempat umpan, dan 'i//le sebagai perubah aliran turbulen menjadi laminer.

4enis-jenis'um(re) S(iral terdiri atas dua yaitu Multi // Take yang terdiri atas'um(re S(iral .on,entration/ 5B. S(iral .on,entration/ 6ei,herts S(iral/ dan 7i,hers S(iral& Yang kedua adalah 2imited 8++ Take yang terdiri atas .),lo S(iral/ Soviet S(iral Te,hnolog)/  dan Miss,etinious S(iral& Perbedaan yang mendasar diantara kedua-nya adalah pada spesi/ikasi alat yang ada.

aktor yang mempengaruhi kerja 'um(re) S(iral terdiri atas 8ariable alat dan 8ariable operasi. Pada 8ariable alat terdiri atas Tipe spiral, Posisi spliter dan !etinggian spiral. $edangkan 8ariable operasi terdiri atas Derajat liberasi dan ukuran /eed, $elang ukuran /eed, 9aju pengumpanan, 4umlah dan ke"epatan aliran air pen"u"i :1ash 1ater <, Persen solid umpan, dan $i/at-si/at material.

!euntungan dari penggunaan 'um(re) S(iral adalah ongkos instalasi, ongkos peraatan rendah, ongkos operasi rendah dan dapat memisahkan mineral berharga dengan mineral tidak berharga dalam jumlah yang besar, kadar  konsentrat yang diperoleh bisa men"apai >+?. $edangkan kerugian yang ada adalah ukuran +eed  yang perbolehkan terbatas, biasanya ukuran /eed antara )3 dan 3++ mesh, tetapi bijih besi bisa di atas )+ sampai )+ mesh, selain itu iperlukan suplay air yang "ukup atau sirkulasi air dan pengolahannya yang digunakan pada proses pemisahan mineral sebagai medium 1ash 1ater 

*&F&R $'&&

). !irk, Da8id. *++6. !Prin"iples o# Spiral $ra%i&y 'lassi#i"a&ion( . Ne

York= The $hot Peener.

*. !uba"h, Eharles. *+)5. !Spiral 'on"en&ra&ors( . .mine-engineer."om.

Diakses pada tanggal )+ %pril *+).

2. Mi"haud, 9. D. *+)6. !$ra%i&y Spiral 'on"en&ra&or Workin) Prin"iple( .

.))metallurgist."om. Diakses pada tanggal )+ %pril *+).

3. &ills, Barry %llan. ). !Mineral Pro"essin) *e"+nolo)y(.Ne York.