BAB I PENDAHULUAN
1.1. Latar Belakang
Flotasi berasal dari kata float yang berarti mengapung atau mengambang. Flotasi dapat diartikan sebagai suatu pemisahan suatu zat dari zat lainnya pada suatu cairan / larutan berdasarkan perbedaan sifat permukaan dari zat yang akan dipisahkan, dimana zat yang bersifat hidrofilik tetap berada fasa air sedangkan zat yang bersifat hidrofobik akan terikat pada gelembung udara dan akan terbawa ke permukaan larutan dan membentuk buih yang kemudian dapat dipisahkan dari cairan tersebut. Secara umum flotasi melibatkan 3 fase yaitu cair (sebagai media), padat (partikel yang terkandung dalam cairan) dan gas (gelembung udara).
Flotasi adalah proses konsentrasi mineral berharga berdasarkan perbedaan tegangan permukaan dari mineral didalam air (aqua) dengan cara mengapungkan mineral ke permukaan. Mekanisme flotasi didasarkan pada adanya pertikel mineral yang dibasahi (hidrofilik) dengan partikel mineral yang tidak dibasahi (hidrofobik). Partikel - partikel yang basah tidak mengapung dan cenderung tetap berada dalam fasa air.
Di lain pihak partikel - partikel hidrofobik (tidak dibasahi) menempel pada gelembung, naik ke permukaan, membentuk buih yang membentuk partikel dan dipisahkan. Metode ini biasanya digunakan di beberapa industri pertambangan dengan menggunakan reagen utama Xanthate sebagai Collector (misalnya : potassium amyl zanthate), pine oil sebagai frother dan campuran bahan kimia organik lainnya sebagai pH modifiers. Reagen yang digunakan untuk pengapungan pada umumnya tidak beracun, yang berarti bahwa biaya pembuangan limbah/tailing menjadi rendah.
Berdasarkan uraian di atas, dapat diketahui bahwa sebagai mahasiswa Teknik Kimia, dirasa sangat membutuhkan pengetahuan tentang flotasi. Pada makalah ini, kami membahas lebih detail mengenai pengertian flotasi, jenis-jenis
flotasi, prinsip flotasi, serta penerapan flotasi dalam kehidupan khususnya dalam bidang industri kimia.
1.2. Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah flotasi ini, diantaranya sebagai berikut :
1. Apa yang dimaksud dengan flotasi ? 2. Sebutkan jenis-jenis flotasi!
3. Bagaimana prinsip kerja flotasi ?
4. Apa saja syarat - syarat menggunakan metode flotasi ? 5. Faktor - faktor apa sajakah yang mempengaruhi flotasi ? 6. Bagaimana mekanisme dari flotasi ?
7. Bagaimana langkah kerja dari metode flotasi ?
8. Sebutkan peralatan-peralatan yang digunakan dalam proses flotasi! 9. Apa saja keunggulan dari metode flotasi ?
10. Bagaimana contoh aplikasi dari metode flotasi ?
1.3. Tujuan Penulisan
Adapun rumusan masalah dalam makalah flotasi ini, diantaranya sebagai berikut :
1. Mengetahui apa yang dimaksud dengan flotasi; 2. Mengetahui jenis-jenis flotasi:
3. Mengetahui prinsip kerja flotasi;
4. Mengetahui syarat - syarat menggunakan metode flotasi; 5. Mengetahui faktor - faktor yang mempengaruhi flotasi; 6. Mengetahui mekanisme dari flotasi;
7. Mengetahi langkah kerja dari metode flotasi;
8. Mengetahui peralatan apa saja yang digunakan dalam proses flotasi; 9. Mengetahui keunggulan dari metode flotasi.
BAB II PEMBAHASAN
2.1. Pengertian Flotasi
Flotasi adalah suatu proses dimana padatan, cairan atau zat terlarut dibawa ke permukaan larutan dengan penggunaan gelembung udara (Haraide, 1975). Zat yang diflotasi menempel pada permukaan gelembung udara sehingga terangkat ke permukaan larutan yang untuk selanjutnya dapat dipisahkan dari larutan.
Untuk dapat diflotasi maka suatu zat harus bersifat hidrofob sehingga dapat menempel pada gelembung udara. Zat yang tidak bersifat diflotasi yaitu hidrofil dapat diubah menjadi hidrofob dengan penambahan suatu senyawa yang disebut dengan kolektor berupa suatu surfaktan sehingga zat itu dapat pula di 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).
Ada 3 macam tipe flotasi yang biasa dipakai pada proses pengolahan air (Metcalf and Eddy, 1985) yaitu flotasi udara terdispersi (dispersed air flotation), flotasi vakum (vacuum flotation) dan flotasi udara terlarut (dissolved air flotation). Pada sistem flotasi udara terlarut, secara teoritis (Zabel and Melbourne, 1980 ; dan Janssens and Schers) udara yang dihasilkan kompresor dilarutkan kedalam air pada tangki tekan, dan dilanjutkan dengan pelepasan udara yang telah ditekan pada level atmosfer.
2.2. Jenis-Jenis Flotasi
Adapun jenis-jenis dari flotasi ada 3 antara lain:
2.2.1. Aerasi Pada Tekanan Atmosfer (Air Flotation)
Udara akan masuk kedalam fluida dengan menggunakan mekanisme rotor-disperser. Rotor yang terendam dalam fluida akan mendorong udara menuju bukan disperser sehingga udara bercampur dengan air sehingga partikel yang mengapung dapat disisihkan. Sistem ini memiliki keuntungan antara lain tidak memerlukan area yang luas dan lebih efektif dalam menyisihkan partikel minyak. 2.2.2. Vacum Flotation
Limbah cair diaerasi hingga jenuh sehingga akan terbentuk gelembung udara yang akan lolos ke atmosfer dengan mengangkat partikel-partikel ke atas (www.geocities.com). Secara garis besar flotasi merupakan proses pemisahan suatu zat yang ada di dalam zat cair (fluida) maupun gas dengan prinsip pengapungan. Dimana zat yang akan dihilangkan berada di atas (hidrofobik) sedangkan fluidanya berada di bawah (hidrofilik).
2.2.3. Dissolved Air Flotation (DAF)
Udara dilarutkan di dalam air buangan di bawah tekanan beberapa atmosfer sampai jenuh, ke tekanan atmosfer. Akibat terjadinya perubahan tekanan maka udara yang terlarut akan lepas kembali dalambentuk gelembung-gelembung udara yang sangat halus. Dari keempat metode di atas, metode Disolves Air Flotation (DAF) telah digunakan secara luas untuk pengolahan air limbah industi, karena effisien untuk pemisahan padat – cair pada material dengan spesifik gravity yang < 1 atau tinggi.
Adapun metode Disolve Air Flotation (DAF) ada dua jenis yaitu : Dengan Resirkulasi
Tanpa Resirkulasi.
Gambar 1. Disolves Air Flotation dengan Resirkulasi
Gambar 2. Disolves Air Flotation tanpa Resirkulasi 2.3. Prinsip Flotasi
Flotasi adalah suatu proses dimana padatan, cairan atau zat terlarut dibawa ke permukaan larutan dengan penggunaan gelembung udara. Prinsip flotasi antara lain :
Penempelan partikel (mineral) pada gelembung udara Gelembung mineral harus stabil
Beberapa jenis partikel yang tercampur dapat dipisahkan salah satu jenisnya dari campurannya atau bila memungkinkan dan dapat terpisah keseluruhan jenis sehingga dapat terkonsentrasi dari tiap-tiap jenis. Pemisahan dari partikel-partikeldalam flotasi ini ditunjukkan oleh penentuan kontak antara tiga fasa yaitu fasa partikel padat yang akan diapungkan, larutan aqua electrolit, dan gas (biasanya dipakai udara) hampir semua zat anorganik dapat dibasahi oleh fasa akua. Oleh karena itu, langkah pertama dalam flotasi adalah mengggantikan sebagian dari antar fasa padat-cair menjadi antara fasa padat-gas. Sebagian hasilnya didapat bahwa permukaan partikel akan menjadi hidrofobik.
2.4. Persyaratan yang harus dipenuhi dalam Flotasi
Dalam flotasi ada beberapa persyaratan yang harus dipenuhi, diantaranya adala sebagai berikut :
1. Diameter partikel harus disesuaikan dengan butiran mineral 2. Persen solid yang baik 25% - 45% (pryor), 15% - 30% (gaudin) 3. Sudut kontak yang baik sekitar 600 – 900,
Berarti usaha adhesinya besar sehingga udara dapat menempel pada permukaan mineral yang mengakibatkan mineral dapat mengapung. Sudut kontak merupakan sudut yan dibentuk antara gelembung udara dengan mineral pada suatu titik singgung. Sudut kontak mempengaruhi daya kontak antara bijih dengan gelembung udara. Untuk melepaskan gelembung dan mineral dibutuhkan usaha adhesi (Wum).
4. pH Kritis
pH kritis merupakan pH larutan yang mempengaruhi konsentrasi kolektor yang digunakan dalam pengapungan mineral. Pada gambar dibawah menunjukkan hubungan antara konsentrasi sodium diethyl dithiophosphate dan pH kritis. Mineral yang digunakan adalah pyrite, galena dan chalcophyrite. Konsentrasi kolektor tersebut dapat mengapungkan chalcophyrite dari galena pada pH 7 – 9, galena dari pyrite pada pH 4 – 6 dan chalcophyrite dari pyrite pada pH 4 – 9.
2.5. Faktor-Faktor yang Memengaruhi Flotasi
Faktor - faktor yang mempengaruhi flotasi adalah sebagai berikut : 1. Ukuran partikel
Ukuran partikel yang besar membuat partikel tersebut cenderung untuk mengendap, sehingga susah untuk terflotasi.
2. pH larutan
Partikel cenderung mudah mengendap pada pH yang tinggi, sehingga dia lebih susah terflotasi.
3. Surfaktan
Fungsi surfaktan adalah kolektor yang merupakan reagen yang memiliki gugus polar dan gugus nonpolar sekaligus. Kolektor akan mengubah sifat partkel hidrofil menjadi hidrofob.
4. Bahan kima lainnya misalnya koagulan
Penambahan koagulan dapat mengakibatkan ukuran partikel menjadi lebih kecil.
5. Laju Udara
Laju udara berfungsi sebagai pengikat partikel yang memiliki sifat permukaan hidrofobik, persen padatan. Untuk flotasi pada partikel kasar, dapat dilakukan dengan persen padatan yang besar demikian juga sebaliknya. Besar laju pengumpanan, berpengaruh terhadap kapasitas dan waktu tinggal.
6. Ukuran Gelembung Udara 7. Ketebalan Lapisan Buih 8. Penambahan Reagen Kimia
Dengan adanya perbedaan sifat permukaan hidrofobik dan hidrofilik perlu adanya suatu reagen kimia untuk mengubah permukaan mineral.
2.6. Macam-Macam Sel Flotasi
Sel flotasi berfungsi untuk menerima pulp dan dilakukan proses flotasi. Jenis sel mendasarkan atas pemasukan udara, adalah :
Agitation Cell
Alat ini jarang digunakan, sebab adanya perkembangan dengan diketemukannya sub aeration cell. Udara masuk ke dalam cell flotasi karena putaran pengaduk.
Sub Aeration Cell
Udara masuk akibat hisapan putaran pengaduk. Alat ini paling praktis sehingga banyak digunakan.
Pneumatic Cell
Alat ini jarang sekali yang menggunakan, udara langsung dihembuskan ke dalam cell
Vacum and Pressure Cell
Udara masuk karena tangki dibuat vakum oleh pompa penghisap dan udara dimasukkan oleh pompa injeksi.
Cascade Cell
Udara masuk karena jatuhnya mineral. Syarat cell adalah :
Pulp tidak mengandap (dilengkapi dengan alat agitasi) Ada pengatur tinggi pulp
Ada daerah yang relatif tenang sehingga butiran yang menempel gelembung udara mudah naik ke permukaan
Konstruksi dibuat sehingga tidak terjadi short circuit Mempunyai resirkulasi dan pengeluaran middling
Harus mempunyai penerimaan pulp dan pengeluaran busa yang menumpuk Mempunyai permukaan bebas untuk gelembung-gelembng yang sudah
mengandung mineral, sehingga tidak mempengaruhi agitasi Harus dilengkapi dengan pengeluaran froth.
2.7. Syarat-Syarat Dalam Flotasi
Syarat-syarat dari flotasi adalah sebagai berikut:
a. Mempunyai penerima pulp dan pengeluaran kosentrat.
b. Dapat menghasilkan/ada aliran udara yang dapat dimasukan kedalam sistem tersebut.
2.8. Mekanisme Flotasi Secara Fisika dan Kimia
Gambar 3. Flotasi
1. Flotasi secara fisika
Pengambilan bahan-bahan yang tersuspensi berukuran besar dan bahan yang mudah mengendap atau bahan yang dapat terapung terlebih dahulu disingkirkan atau dibuang. Cara yang paling efisien untuk menyisihkan bahan yang tersuspensi berukuran besar dengan cara pengendapan. Sedangkan bahan yang tersuspensi dapat mengendap dapat dipisahkan dengan cara pengendapan.
2. Flotasi secara Kimia
Pemisahan menggunakan cara kimia biasanya menghilangkan partikel-partikel yang sulit untuk diendapkan atau tidak mudah mengendap. Sehingga dengan adanya penambahan bahan kimia tertentu yang diperlukan maka partikel yang tidak mudah diendapkan menjadi mudah diendapan. Sebagai contoh penyisihkan bahan-bahan organik beracun seperti fenol dan sianida pada konsentrasi yang rendah dapat dilakukan dengan mengoksidasikannya dengan klor (Cl2), kalsium permanganate, dll.
2.9. Langkah-Langkah Flotasi
Langkah-langkah flotasi adalah sebagai berikut : 1. Liberasi, analisis pendahuluan
Agar mineral terliberasi maka perlu dilakukan crushing atau grinding yang diteruskan dengan pengayakan atau classifying. Ini dimaksudkan agar
ukuran butir mineral dapat seragam sehingga proses akan lebih sukses atau berhasil. Analisis pendahuluan dilakukan dengan menggunakan mikroskop sehingga dapat dilihat derajat liberasinya dan kadar dari mineral tersebut. Diupayakan dalam tahap ini juga dilakukan desliming, sebab slime akan mengganggu proses flotasi.
2. Conditioning
Conditioning yaitu membuat suatu pulp agar nantinya pulp tersebut dapat langsung dilakukan flotasi. Preparasi ini sebaiknya disesuaikan dengan liberasi dalam proses basah, maka conditioning juga harus dilakukan pada proses basah.Pada tahap pengkondisian, reagent yang diberikan adalah modifier, collector dan terakhir frother.
3. Proses flotasi
Proses ini ditandai dengan masuknya gelembung udara kedalam pulp. Gelembung uadara diinjeksikan kedalam tangki untuk mengapungkan padatan sehingga mudah disisihkan. Dengan adanya gaya dorong dari gelembung tersebut, padatan yang berat jenisnya lebih tinggi dari air akan terdorong ke permukaan. Demikia pula halnya pada padatan yang berat jenisnya lebih rendah daripada air. Hal ini merupakan keunggulan dari teknik flotasi dibanding pengendapan karena dengan flotasi partikel yang ringan dapat disisihkan dalam waktu yang bersamaan
2.10. Reagen Flotasi
Agar proses flotasi dapat berlangsung maka diperlukan reagen flotasi. Penggunaan reagen flotasi ini tidak dimaksudkan untuk mengubah sifat – sifat kimia dari partikel tersebut tetapi hanya mengubah sifat permukaan dengan menyerap (adsorsi) reagen flotasi tersebut. Keberhasilan pemisahan mineral secara flotasi ditentukan oleh ketepatan penentuan reagen kimia yang digunakan. Secara garis besarnya reagen yang digunakan dibagi menjadi tiga kelompok, yaitu 1. Kolektor
2. Modifier 3. Frother
1. Kolektor
Kolektor adalah suatu reagen yang memberikan sifat menempel pada udara sehingga mineral tersebut senang pada udara. Collector merupakan zat organik dalam bentuk asam, basa atau garam yang berbentuk heteropolar, yaitu satu ujungnya senang pada air dan ujung lainnya senang pada udara.
Molekul kolektor berupa senyawa yang dapat terionisasi menjadi ion-ion dalam air (ionizing collector) atau berupa senyawa yang tidak dapat terionisasi dalam air (non ionizing collector). Non ionizing collector umumnya merupakan hidrokarbon cair yang dihasilkan dari minyak maupun batubara (heptane = C7H12, toluen = C6H5CH3).
Sedangkan ionizing collector merupakan jenis kolektor yang molekulnya memiliki struktur heteropolar, yaitu salah satu kutubnya bersifat polar (dapat dibasahi air), sedangkan kutub lainnya bersifat non polar (tidak dapat dibasahi air). Berdasarkan sifat, ionizing collector diklasifikasikan menjadi dua, yaitu annionic collector dan cationinc collector.
Macam kolektor antara lain :
Xanthat, hasil reaksi alkohol, alkali dan sulfida karbon Aerofloat, reaksi fenol dengan penta sulfida phosphor Thio carbonalit (urae), sebagai serbuk halus
Fatty acid (asam lemak), untuk flotasi non logam Oleic acid
Palmatic acid
A. Kemisorpsi
Dalam kemisorpsi, ion atau molekul dari larutan mengalami reaksi kimia dengan permukaan, menjadi ireversibel terikat. Ini secara permanen mengubah sifat permukaan. Kemisorpsi kolektor sangat selektif, karena ikatan kimia khusus untuk tertentu atom.
B. Physisorption
Dalam physisorption, ion atau molekul dari larutan menjadi reversibel terkait dengan permukaan, melampirkan karena tarik elektrostatik atau van der Waals ikatan. Zat physisorbed dapat desorbed dari permukaan jika kondisi seperti pH atau komposisi larutan perubahan.
Physisorption jauh lebih selektif daripada kemisorpsi, sebagai pengumpul akan menyerap pada setiap permukaan yang memiliki muatan listrik benar atau derajat hidrofobisitas alamisodium oleat dan asam lemak dengan kutub kelompok terjadi pada minyak nabati.
Collector untuk hematit dan logam lainnya mineral oksida.kuat kolektor, rendah selektivitas Kurang-digunakan daripada asam lemak.kurang mengumpulkan kekuatan, lebih tinggi selektivitas Karbon tetravalen, memiliki empat obligasi; fosfor pentavalent dengan lima obligasi. atom belerang ikatan kimia permukaan mineral sulfida.
C. Kolektor Nonionic
Minyak hidrokarbon, dan senyawa serupa, memiliki afinitas untuk permukaan yang sudah sebagian hidrofobik. Mereka selektif menyerap pada permukaan ini, dan meningkatkan hidrofobisitas mereka. Yang paling sering melayang - bahan alami hidrofobik adalah batubara. Penambahan kolektor seperti bahan bakar minyak dan minyak tanah secara signifikan meningkatkan hidrofobisitas partikel batubara tanpa mempengaruhi permukaan abu pembentuk mineral ikutan . Ini meningkatkan pemulihan batubara, dan meningkatkan selektivitas antara partiles batubara dan bahan mineral.
Bahan bakar minyak dan minyak tanah memiliki beberapa keuntungan atas kolektor khusus untuk flotasi :
Memiliki viskositas cukup rendah untuk membubarkan dalam bubur dan tersebar di partikel batubara dengan mudah,
Sangat murah dibandingkan dengan senyawa lain yang dapat digunakan sebagai pengumpul batubara.Selain batubara, juga memungkinkan untuk
bedak dengan kolektor nonionik. Kolektor nonionik membuat permukaan sebagian hidrofobik, menambahkan minyak nonpolar akan sering meningkatkan hidrofobisitas lebih lanjut dengan biaya rendah.
D. Kolektor anionik
Kolektor Anionik adalah asam lemah atau garam asam yang terionisasi dalam air, menghasilkan kolektor yang memiliki ujung bermuatan negatif yang akan melekat pada permukaan mineral, dan rantai hidrokarbon yang membentang ke dalam cairan, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 4. Adsorpsi kolektor anionik ke permukaan padat. Kolektor Anionic untuk Mineral Sulfida
Para kolektor yang paling umum untuk mineral sulfida adalah kolektor sulfhidril, seperti berbagai xanthates dan dithiophosphates. Xanthates yang paling sering digunakan, dan memiliki struktur yang mirip dengan apa yang ditampilkan pada Gambar 8. Xanthates adalah kolektor sangat selektif untuk mineral sulfida, karena mereka bereaksi secara kimia dengan permukaan sulfida dan tidak memiliki afinitas untuk umum mineral gangue non-sulfida. Kolektor selektif tinggi lainnya digunakan dengan mineral sulfida, seperti dithiophosphates, memiliki perilaku adsorpsi agak berbeda sehingga dapat digunakan untuk beberapa pemisahan yang sulit menggunakan xanthates.
Gambar 5. Struktur dari tipe kolektor xantat (etil xantat)
Kolektor anionik untuk Oksida Mineral
Para kolektor yang tersedia untuk flotasi mineral oksida yadalah ang tidak selektif sebagai kolektor digunakan untuk sulfida flotasi mineral, karena mereka menempel ke permukaan dengan daya tarik elektrostatik bukan oleh ikatan kimia ke permukaan. Akibatnya, ada beberapa kolektor adsorpsi ke mineral yang tidak dimaksudkan untuk mengapung.
Tipikal kolektor anionik untuk oksida flotasi mineral natrium oleat, garam natrium dari asam oleat, yang memiliki struktur yang ditunjukkan pada Gambar 9. kelompok anionic yang bertanggung jawab untuk melampirkan ke permukaan mineral adalah gugus karboksil, yang berdisosiasi dalam air untuk mengembangkan muatan negatif. Kelompok bermuatan negatif ini kemudian tertarik ke permukaan mineral bermuatan positif.
Gambar 6. Struktur asam oleat, kolektor anionik sangat umum digunakan.
Karena partikel yang direndam dalam air mengembangkan muatan bersih karena bertukar ion dengan cair, sering mungkin untuk memanipulasi kimia larutan sehingga satu mineral memiliki muatan positif yang kuat , sementara mineral lainnya memiliki muatan yang baik hanya positif lemah, atau negatif. Dalam kondisi ini , kolektor anionik istimewa akan menyerap ke permukaan dengan
E. Kolektor kationik
Kolektor kationik menggunakan gugus amina bermuatan positif (ditunjukkan pada Gambar 10) untuk melampirkan permukaan mineral. Karena gugus amina memiliki muatan positif , dapat melampirkan ke bermuatan negatif permukaan mineral. Kolektor kationik karena itu memiliki dasarnya efek sebaliknya dari anion kolektor , yang menempel ke permukaan bermuatan positif. Kolektor kationik terutama digunakan untuk flotasi silikat dan oksida langka - logam tertentu, dan untuk pemisahan kalium klorida (vit) dari natrium klorida (garam karang).
Gambar 7. Primer , sekunder , dan tersier gugus amina yang dapat digunakan untuk kolektor kationik.
2. Conditioner/Modifier
Merupakan suatu reagent, bila ditambahkan ke dalam pulp akan memberikan pengaruh tertentu terhadap air atau mineral agar dapat membantu atau menghalangi kerja dari collector. Pengaruh umum yang dihasilkan adalah memperkuat atau memperlemah hydrophobisitas dari suatu permukaan mineral tertentu. Modifier ini biasanya an organik.
Macam-macam conditioner/modifier: Reagent pengontrol pH
Berfungsi untuk membuat suasana larutan menjadi asam atau basa. Pengaruh pH dalam flotasi sangat penting sebab pH dapat mampengaruhi aksi dari reagent lain terutama kolektor. Reagent kolektor akan bekerja dengan baik pada permukaan mineral tertentu bila mencapai harga pH kritis. pH kritis adalah
ambang batas pH dimana kolektor dapat bekerja dengan baik pada minerl tertentu. Harga pH kritis akan naik bersama naiknya kolektor yang dipakai.
Tinggi rendahnya pH ditentukan oleh konsentrasi ion hidrogen dan ion-ion hidroksil (OH). Pengaruh ion-ion-ion-ion hidrogen hidroksil adalah terhadap hidrasi permukaan bila tanpa kolektor dan adsorbsi kolektor pada permukaan mineral. Kapur biasanya digunakan dalam flotasi sebagai Ca(OH)2 padat dan biasanya kapur yang dimasukkan sebanyak 1,4 gram CaO per liter (tergantung pada mineral yang dipisahkan). Kapur ini dapat dipakai sebagai reagent pengendap dalam timbal sulfida dan emas. Yang digunakan sebagai pengontrol pH adalah ; soda abu (NaCO3) dan Caustic Soda.
Depressing Agent (reagent pengendap)
Berfungsi untuk mencegah dan menghalangi mineral yang mempunyai flotablita sama supaya tidak menempel pada gelembung udara. Biasanya yang digunakan adalah seng sulfat (ZnSO4) untuk menekan mineral sfalerit dan sodium sianida (NaCN) untuk menekan mineral pyrite. Zn(CN)2 + Na2SO4 ZnSO4 + 2 NaCNHasil reaksi tersebut dapat menekan sfalerit sehingga menjadi hydrofillic dan mencegahadsorbsi colector. Macam yang lain antara lain : lime (kapur), NaCN atau KCN dan Na sulfida.
Activating Agent (reagent pangaktif)
Berfungsi mengembalikan sifat flotabilit mineral sehingga tidak terpengaruh oleh aksi reagent kolektor yang telah diberikan sebelumya. Contohnya tembaga sulfat (CuSO4) terhadap mineral sfalerit. Mineral sfalerit tidak dapat diapungkan dengan baik oleh kolektor xanthate. Proses pengaktifan tembaga sulfat pada sfalerit akibat terbentuknya molekul tembaga sulfida (CuS) pada permukaan mineral dengan reaksi ion CuS + Zn++ ZnS + Cu++
Sulfidizing Agent
Penambahan Na2S akan mengakibatkan endapan yang berupa selaput sulfida pada mineral tersebut sehingga logam oksida dapat terselimuti sulfida. Pemakaian sulfida yang berlebihan akan membuat sulfida itu mengandap.
Berfungsi menjaga agar partikel-partikel mineral tidak membentuk gumpalan tetapi tetap berada dalam suspensi. Fraksi mineral yang bersifat non polar mempunyai kecenderungan untuk membentuk gumpalan, sedangkan mineral-mineral yang polar tidak berkecenderungan demikian tetapi tetap melayang. Reagent yang biasa digunakan adalah waterglass.
Kedudukan sebaran dapat dipertahankan oleh reagent waterglass akibat adsorbsi ion-ionnya terhadap permukaan mineral. Reagent ini disebut juga defloculating agent. Mineral yang senang pada udara itu biasanya menggumpal, sedang yang senang terhadap air akan melayang dalam air, oleh karena itu penambahan reagent ini bertujuan agar mineral tersebut menyebar. Reagent yang sering dipakai adalah ; NaSiO2 (waterglass) dan Na3PO4 (trinatrium phosphat) untuk butir yang halus. Untuk suatu reagent yang sama mungkin dapat bertindak sebagai aktivator terhadap suatu mineral, tetapi merupakan depresant untuk mineral yang lain.
3. Frother
Frother (pembuih) akan terkonsentrasi pada antar muka udara dan air. Kehadiran froter pada fasa cair pada larutan reagen kimia yang dipakai dalam flotasi untuk membentuk buih atau busa. Reagen ini mempunyai permukaan yang aktif dan biasanya pada flotasi berguna untuk meningkatkan gelembung udara dan menolong supaya gelembung menyebar.
Ini berarti memperbaiki kondisi penempelan partikel mineral dan menaikaan stabilitas busa. Kontak antar mineral udara dan air dikenal dengan kontak tiga fasa dan sudut yang terbentuk antara mineral dengan antar muka udara-air yang diukur pada fasa air disebut dengan sudut kontak. Sudut kontak = 0, berarti permukaan padatan diselimuti air (hidropilik) dan sudut kontak = 1800 udara menutupi padatan. Sudut kontak sering digunakan sebagai ukuran kehidropobikan permukaan mineral.
a. Penggunaan Frother
Pemakaian frother pada proses flotasi sangat penting dilihat dari fungsinya yaitu : Frother mencegah perpaduan gelembung udara dan menjaga kestabilan
Lapisan frother pada kulit gelembung udara menaikkan ketahanan gelembung terhadap bermacam – macam ketahanan dari luar.
Lapisan frother pada gelembung mengurangi kecepatan gelembung didalam pulp, sehingga kontak gelembung dengan mineral – mineral akan menimbulkan kondisi yang lebih baik yang menguntungkan proses flotasi.
b. Karakteristik Frother
Beberapa karateristik Frother adalah sebagai berikut : Suatu substansi organik.
Molekulnya heteropolar terdiri dari satu atau lebih gugusan HC yang dihubungkan satu grup yang polar.
Kelarutannya tidak terlalu besar, tidak terlalu kecil. Tidak ter-ion.
Busa atau buih akan segera patah detelah berpindah dari sell flotasi. Mempunyai aktivitas kimia yang lemah.
Contoh Frother :
MIBC = Methyl Isobutyl Carbinol Minyak pinus (kayu putih)
Terpentin
Pemakaian : 5 – 100 g/t
c. Frothers Sintesis dan Alami
Frothers asli adalah produk alami , seperti minyak pinus dan asam cresylic . Ini kaya bahan aktif permukaan yang menstabilkan gelembung buih , dan frothers efektif . Sebagai produk alami , mereka tidak bahan kimia murni , melainkan mengandung berbagai bahan kimia selain mereka yang frothers efektif . Beberapa dari senyawa ini dapat bertindak sebagai pengumpul dengan menempel pada permukaan mineral .
Akibatnya , frothers ini juga kolektor lemah. Meskipun hal ini dapat memiliki keuntungan mengurangi jumlah kolektor yang perlu ditambahkan secara terpisah , memperkenalkan beberapa masalah dengan kontrol proses . Jika frother juga
seorang kolektor , maka menjadi sulit untuk mengubah karakteristik buih dan karakteristik pengumpulan operasi flotasi secara mandiri .
Frothers sintetis seperti alkohol jenis dan polipropilena glikol -jenis frothers , memiliki keuntungan bahwa efektivitas mereka sebagai kolektor diabaikan . Oleh karena itu mungkin untuk meningkatkan frother dosis tanpa juga mengubah jumlah kolektor dalam sistem . Ini pada gilirannya membuat proses flotasi lebih mudah untuk mengontrol .
2.11. Peralatan Flotasi Flotasi Cell
Beberapa variabel yang mempengaruhi hasil flotasi dengan menggunakan flotasi cell adalah kecepatan pengaliran udara, gelas poros dari alat, densitas dari pulp, ukuran alat ( ketinggian kolom dari dasar sampai permukaan pulp) dan kondisi dari pulp (PH, adsorbsi, desorbsi). Dengan kondisi yang tertentu dari kecepatan aliran udara, ukuran atau diameter bukaan (P = opening) dari gelas poros menghasilkan gelembung udara dengan diameter yang kecil. Densitas dari pulp, volume dari pulp dan ukuran alat juga merupakan faktor variabel yang penting. Jika densitasnya terlalu tinggi, tabrakan antar partikel akan lebih besar dan kemungkinan penempelan partikel-partikel yang mengapung harus diapungkan. Salah satu faktor penentu dalam proses flotasi yang mempengaruhi kemampuan flotasi dari mineral – mineral adalah mesin flotasi perbaikan dari perencanaan impeller dan bentuk dari pada cell, dan beberapa harga parameter operasi seperti kecepatan impeller/konsumsi udara dan tenaga, memegang peranan penting. Setiap perusahaan mempunyai karakteristik tersendiri dalam merencanakan cell ini. Sebagai contoh ratio kedalaman dan panjang dari tank, jumlah sudut – sudut pada impeller dan ratio dari ketebalan impeller terhadap diameternya mempuinyai harga – harga berlainan.. Flotasi cell (flotation cell) dan flotasi cell mikro (mikro flotation cell) merupakan contoh dari jenis alat flotasi. Untuk skala laboratorium alat flotasi yang digunakan adalah mikroself flotasi. Gambaran skematis dari flotasion cell ditunjukan pada gambar berikut ini.
Pada proses flotasi mineral berharga bersama dengan reagen akan menempel pada gelembung udara naik kepermukaan sedangkan sisanya berupa pasir halus dan air laut ini disebut dengan tailing.
2.12. Keunggulan dan Kekurangan dari Flotasi
Keunggulan dari proses pengapungan (flotasi) adalah pada umumnya cukup efektif pada bijih dengan ukuran yang cukup kasar (28 mesh) yang berarti bahwa biaya penggilingan bijih dapat diminimalkan. Froth flotation sering digunakan mengkonsentrasi emas bersama-sama dengan logam lain seperti tembaga, timah dan seng. Partikel emas dari batuan okosida biasanya tidak merespon dengan baik namun efektif terutama bila dikaitkan dengan emas sulfida seperti pyrite, metode flotasi mampu memecahkan bijih yang tidak dapat diolah dengan menggunakan metode pengolahan mineral konvensional.
Kekurangan dari metode flotasi ini adalah tingginya biaya investasi infrastruktur, biaya produksi juga lebih tinggi. Perkiraan bahwa hukum segregasi investasi dalam infrastruktur adalah sekitar dua kali pabrik flotasi dari kapasitas yang sama, biaya produksi akan menjadi 2 sampai 3 kali lebih tinggi. Segregasi dalam pengobatan bijih tembaga oksida tahan api, tembaga kelas dalam bijih harus lebih besar dari 2% untuk mendapatkan hasil yang lebih baik ekonomi. Metode pemisahan digunakan untuk menyelesaikan hanya mereka yang sebaliknya tidak dapat memproses bijih. Oleh karena itu, sebelum menggunakan metode ini untuk menangani pengolahan bijih untuk sebuah studi komprehensif, jika metode pengobatan lain, tidak disukai hukum segregasi.
2.13. Penerapan dalam Kehidupan
Penerapan flotasi dalam kehidupan banyak digunakan di bidang perindustrian, antara lain:
Pemurnian air (di PDAM dengan elektroflotasi) Pengolahan air limbah
Desulfurinasi batubara Industri metalurgi
Industri Kertas, daur ulang kertas Pengolahan limbah logam
(Wikipedia, 2009)
Mekanisme yang Terjadi dalam Penerapan
Dalam industri misalnya pengolahan limbah industri yang kandungan logamnya besar sebelum dibuang langsung kedalam sungai yang dapat membahayakan makhluk hidup. Karena dengan proses flotasi dapat memisahkan partikel yang berukuran kecil sekalipun secara sempurna. Pada flotasi ini separasi dihasilkan dari gelembung-gelembung gas. Gas yang ditambahkan kedalam air limbah akan mengalami kontak dengan partikel-partikel air limbah sehingga partikel-partikel tersebut dapat mengapung kepermukaan karena adanya gaya
apung yang cukup besar yang dihasilkan gas tersebut (task-list.blogspot.com, 2008).
Pada intinya, penambahan gas pada pengolahan limbah akan berkontak dengan limbah logam yang bersifat hidrofobik. Dimana gas ini yang bersifat ringat akan memberikan gaya dorong ke hidrofobik sehingga hidrofobik akan terpisah dari hidrofiliknya. Hidrofibik yang berupa limbah logam ini akan mengapung karena adanya gaya dorong berupa gaya apung yang besar dari gas.
BAB III PENUTUP
3.1. Kesimpulan
Flotasi adalah suatu proses dimana padatan, cairan atau zat terlarut dibawa ke permukaan larutan dengan penggunaan gelembung udara. Jenis-jenis flotasi yaitu Aerasi pada tekanan atmosfer (air flotation), Dissolved Air Flotation (DAF), dan Vacum Flotation. Prinsip flotasi yaitu Penempelan partikel (mineral) pada gelembung udara, gelembung mineral harus stabil, ada sifat Float dan sink.
Faktor - faktor yang mempengaruhi flotasi adalah ukuran partikel, pH larutan, surfaktan, bahan kimia lainnya misalnya koagulan, laju udara, ukuran gelembung udara, ketebalan lapisan buih, serta penambahan reagen kimia. Macam-macam sel flotasi yaitu agitation cell, sub aeration cell, pneumatic cell, vacum and pressure cell, cascade cell.
Mekanisme flotasi didasarkan pada adanya pertikel mineral yang dibasahi (hidropilik) dengan partikel mineral yang tidak dibasahi (hidropobik). Partikel -partikel yang basah tidak mengapung dan cenderung tetap berada dalam fasa air. Di lain pihak partikel - perikel hidropobik (tidak dibasahi) menempel pada gelembung , naik ke permukaan, membentuk buih yang membentuk partikel dan dipisahkan.
Aplikasi flotasi yaitu aplikasi baru untuk flotasi dari Bijih Tembaga Teroksidasi. Keunggulan metode flotasi mampu memecahkan bijih yang tidak dapat diolah dengan menggunakan metode pengolahan mineral konvensional. Kekurangan dari metode flotasi ini adalah tingginya biaya investasi infrastruktur, biaya produksi juga lebih tinggi.
DAFTAR PUSTAKA
Aris Mukimin, 2006, Pengolahan Limbah Industri Berbasis Logam dengan Teknologi Elektrokoagulasi Flotasi, Program Magister Ilmu Lingkungan, Universitas Diponegoro Semarang
Metcalf dan Eddy, 1991, Wastewater Engineering: Treatment, Disposal and Reuse, McGrawHill, New York
Othmer, Kirk, 1998, Consise Encyclopedia of Chemical Technology, John Wiley and Sons, Inc., New York.
Rich, Linvil G. 1961. Unit Operations of Sanitary Engineering. New York, USA: John Wiley & Sons Inc.
Ziyadanogullari, Recep and Firat Aydin, 2005, A New Application For Flotation Of Oxidized Copper Ore, Dicle University, Faculty of Science and Art, Chemistry Department, Turkey, Vol. 4, No. 2, pp 67-73, 2005.
