Pemisahan Pasir Besi menggunakan Metode Jigging dengan Variabel Ukuran dan Stroke

(1)

27

Naskah masuk : 17/04/2023, revisi pertama : 24/04/2023, revisi kedua : 08/05/2023, revisi terakhir :22/05/2023.

Pemisahan Pasir Besi menggunakan Metode Jigging dengan Variabel Ukuran dan Stroke

Separation of Iron Sand using Jigging Method with Size and Stroke Variables Muhammad Yoga Fadilla ^1*, Subandrio¹, Christin Palit¹, Wiwik Dahani¹, Fadliah¹

1 Program Studi Teknik Pertambangan Fakultas Teknologi Kebumian dan Energi, Universitas Trisakti, Jalan Kyai Tapa No.1, Tomang, Grogol Petamburan, Jakarta Barat, Daerah Khusus Ibukota Jakarta, 11440

*E-mail untuk korespondensi (corresponding author): [email protected]

ABSTRAK – Mineral pasir besi memiliki nilai ekonomis yang bermanfaat untuk kehidupan manusia. Pasir besi yang terdapat mineral seperti oksida besi, ilmenit, magnetit, hematite yang dibentuk dan tercuci oleh gelombang sehingga dalam proses pembentukannya terdapat sejumlah pengotor berupa kuarsa, piroksen, dan lain-lain.

Pasir besi merupakan mineral besi yang memiliki perbedaan berat jenis dengan mineral kuarsa dan lain-lain. Oleh karena itu penelitian ini memiliki tujuan untuk melakukan pemisahan dengan perbedaan berat jenis antara mineral berharga dan mineral pengotornya (tailing) menggunakan metode Jigging guna meningkatkan kadar mineral berharga. Recovery yang didapatkan dengan pemisahan menggunakan metode perbedaan berat jenis ini mendapatkan kesimpulan bagaimanakah yang lebih efektif dalam pemisahannya. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini berupa variasi ukuran pasir besi dan pukulan atau stroke, dari penelitian ini didapatkan hasil paling efektif pada ukuran material 100 mesh dengan pukulan atau stroke 35 dengan perolehan konsentrat sebanyak 167,4 gram dan tailing 12,27 gram dengan nilai recovery sebesar 94,99%.

Kata kunci: Konsentrat, Pasir Besi, Jig, Recovery, Variasi ukuran, pukulan atau stroke.

ABSTRACT – Iron sand minerals have economic value that is beneficial to human life. Iron sand contains minerals such as iron oxide, ilmenite, magnetite, hematite which are formed and washed by waves so that in the formation process there are a number of impurities in the form of quartz, pyroxene, and others. Iron sand is an iron mineral that has a different specific gravity with quartz minerals and others. Therefore, this study has the objective of separating valuable minerals and their impurities (tailings) using the Jigging method to increase the levels of valuable minerals. The recovery obtained by separating using the difference in specific gravity method draws conclusions about which method is more effective in separating it. The variables used in this study were variations in the size of iron sand and blows or strokes. From this study, the most effective results were found on material size 100 mesh with 35 strokes with a gain of 167.4 grams of concentrate and 12.27 grams of tailings with a recovery value of 94.99%.

Keywords: Concentrate, Iron Sand, Jig, Recovery, Variation in size, punch or stroke.

PENDAHULUAN

1

Indonesia memiliki akan kekayaan alam yang salah satunya merupakan sumberdaya mineral pasir besi,

2

di garis pantai Indonesia yang sangat panjang terdapat potensi pasir besi dengan jumlah sumberdaya

3

bertotal beserta cadangan 4.290 juta ton dan 750 juta ton derajat kemagnetan endapan pasir

4

mencapai 65% dan pula kandungan Fe total dari konsentrat pasir besi mencapai 45%. Pasir besi yang

5

merupakan sumber besi yang pemanfaatannya masih kurang optimal, oleh karena itu hanya di

6

gunakan sebagai bahan tambahan pada pabrik semen. Sementara pemanfaatan pasir besi di

7

internasional pasir besi di gunakan sebagai bahan baku pembuatan baja.

8

9

(2)

28

Setiap tahun kebutuhan pasir besi meningkat pada skala internasional, beberapa tahun terakhir

10

permintaan pasir besi dan pembuatan baja dunia semakin tinggi, di Indonesia seiring dengan

11

peningkatan infrastruktur industri dan perkembangan jaman yang cenderung meningkat dalam

12

penggunaan baja maka kebutuhan pasir besi pun kian meningkat. Pada tahun 2014 penggunaan baja

13

indonesia sekitar 13,4 juta ton dengan total produksi 8 juta ton, pada tahun 2015 penggunaan baja

14

Indonesia sekitar 15 juta ton dengan produksi total 8 juta ton menurut dari data SEAISI (south east asia

15

iron and steel institute).

16 17

Pengolahan bahan galian merupakan suatu proses pengolahan yang dalam suatu prosesnya

18

memanfaatkan suatu perbedaan sifat fisik pada bahan galian yang ingin di ujinya. Perlu di lakukan

19

pengolahan mineral karena pada biasanya mineral yang di temukan sudah tidak begitu berharga akibat

20

adanya mineral pengotor yang teralu banyak dan perlu di olah agar mendapatkan peningkatan kadar,

21

untuk meningkatkan kadar tersebut metode gravitasi konsentrasi merupakan salah satu metode yang

22

dapat memisahkan pasir besi dari mineral pengotornya.

23 24

Jig merupakan alat pengolahan bahan galian mineral dengan metode gravitasi konsentrasi yang

25

digunakan meningkatkan kadar mineral pada bahan galian pasir besi, dengan melalui prinsip

26

perbedaan berat jenis. Penelitian ini akan membahas pemisahan pasir besi dengan mineral yang

27

lainnya, agar mendapatkan konsentrat dan recovery yang ideal berdasarkan perbedaan berat jenis

28

menggunakan alat jig. Variabel yang digunakan dalam penelitian ini adalah fraksi ukuran mesh +100, -

29

100 +170, -170 +250 dan variasi pukulan 25, 35, 45.

30 31

METODE

32

33

Penelitian ini melakukan metode pendekatan kuantitatif dengan metode yang di gunakan pada

34

penelitian ini adalah action research (penelitian tindakan) dengan penjelasan uji deskriptif yang

35

menggunakan analisa kuantitatif dan memiliki arti bahwa suatu langkah nyata dalam mencari cara

36

paling tepat untuk memperbaiki keadaan tertentu. Dari penelitian yang dilakukan didapatkan data-

37

data berupa angka yang nanti akan di analisa hubungan variabel dengan data yang di dapat.

38 39

Metode Jig Concentrator

40

41

Jig merupakan metode konsentrasi gravitasi tertua. Dalam pemisahan menggunakan alat ini biasanya

42

relatif menggunakan bahan kasar, semakin besar perbedaan berat jenis material maka pemisahan

43

akan semakin bagus.

44 45

Jig adalah alat untuk proses pemisahan material dari pengotornya dengan berdasarkan berat jenis dari

46

material tersebut dengan aliran fluida vertikal. Jig meggunakan aliran fluida yang tipis sehingga jig

47

sering disebut flowing film concentration. Didalam proses jig terdapat perlapisan pada partikel yang

48

dipisahkan. Ini terjadi karena material yang terpisahkan berdasarkan berat jenis material yang

49

dipisahkan.

50 51

Mekanisme kerja pada jig akan langsung berkaitan dengan pengendapan secara umum cara kerja

52

mekanisme jigging dilakukan tahapan :

53

54

1. Percepatan awal Differensial

55

Dalam waktu yang relatif singkat partikel dengan berat jenis lebih besar akan mempunyai jarak tempuh

56

yang lebih besar pula dari pada partikel yang berat jenisnya lebih kecil (differential acceleration).

57

Percepatan awal dari partikel tidak bergantung pada ukuran dan bentuk partikel tersebut, tetapi

58

dipengaruhi oleh berat jenis partikel dan fluida yang digunakan.

59

60

61

(3)

29

2. Hindered Settling

62

Hal ini menunjukkan bahwa bukan pengendapan bebas dari satu partikel, melainkan dari sekelompok

63

partikel yang menjadi satu sehingga terbentuk seperti suatu perlapisan. Efek hindered settling akan

64

menyebabkan partikel yang lebih berat akan mengalami settling lebih cepat dibandingkan partikel

65

yang lebih ringan.

66 67

3. Consolidation Trickling

68

Mekanisme menunjukkan bahwa partikel kecil dapat lolos di antara partikel besar. Terbentuknya

69

lapisan stratifikasi mineral, dimana lapisan paling bawah di tempati mineral berat berukuran besar dan

70

diatasnya ada mineral berat dan ringan memiliki pengendapan sama. Lalu ada material berukuran kecil

71

dan ringan memiliki pengendapan terlama, namun adanya gaya gravitasi yang membuat partikel kecil

72

masuk dalam celah rongga.

73 74

Media yang digunakan dalam pemisahan gravitasi adalah fluida, yang dapat berupa air atau udara.

75

Biasanya media pemisahnya adalah air. Dalam medium fluida, partikel bergerak sesuai dengan

76

kepadatan dan ukurannya.

77 78

Pemisahan gaya berat adalah operasi pemusatan atau pemisahan satu atau lebih mineral dari mineral

79

lain, perbedaan massa jenis digunakan untuk memisahkan berat jenis mineral yang akan dipisahkan.

80

Mineral yang terkandung di dalam bijih akan bereaksi terhadap gravitasi sesuai dengan nilai

81

densitasnya. Mineral dengan massa jenis tinggi umumnya disebut mineral berat, sedangkan mineral

82

dengan massa jenis rendah disebut mineral ringan.

83 84

XRF (X-Ray Fluoresence)

85

86

XRF merupakan alat yang digunakan untuk menganalisis komposisi kimia dan konsentrasi unsur-unsur

87

dalam suatu sampel dengan menggunakan spektroskopi secara kuantitatif. XRF biasanya digunakan

88

untuk menganalisis unsur-unsur dalam mineral atau batuan.

89 90

XRD (X-Ray Diffraction)

91

92

Difraksi sinar-X (XRD) adalah teknik non-destruktif untuk menganalisis struktur bahan kristal atau semi-

93

kristal, XRD (X-Ray Diffraction) merupakan salah satu metode analisis yang efektif dalam

94

mendeskripsikan batuan dan suatu senyawa kimia tertentu dalam wujud padat dengan menggunakan

95

difraksi/pantulan sinar X. Sinar X merupakan radiasi elektromagnetik yang dihasilkan oleh deselerasi

96

partikel dengan kecepatan tinggi secara tiba-tiba. Voltase tinggi dalam tabung sinar X menghasilkan

97

elektron yang lalu ditembakkan pada logam target (anode) sehingga menghasilkan sinar X yang

98

memancar ke segala arah.

99 100

Rumus Recovery Dan Kriteria Konsentrasi

101

102

Tingkat perolehan Recovery adalah perbandingan antara berat logam mulia dalam konsentrat dan

103

berat logam mulia dalam umpan, dinyatakan dalam persentase (%).

104 105

𝑅 = ^{𝐶 𝑥 𝑐}

(𝐶 𝑥 𝑐)+(𝑇 𝑥 𝑡) 𝑥 100% (1)

106 107

Keterangan:

108 109

R = Recovery (%)

110

(4)

30

C = Kadar Konsentrat (Gr)

111

c = Kadar Konsentrat Setelah XRF (%)

112

T = Kadar Tailing (Gr)

113

t = Kadar Tailing Setelah XRF (%)

114

115

Besaran yang dapat digunakan untuk memprediksi apakah operasi konsentrasi berdasarkan gravitasi

116

dapat dilakukan dengan mudah atau sulit.

117 118

𝐾𝐾 =^{(𝜌𝑏−𝜌𝑓)}

(𝜌𝑟−𝜌𝑓)

(2)

119 120

Keterangan:

121 122

KK = Kriteria Konsentrasi,

123

ρb = spesifik gravity mineral berat

124

ρr = spesifik gravity mineral ringan

125

ρf = spesifik gravity fluida

126

127

HASIL DAN PEMBAHASAN

128

129

Dalam penelitian ini, alat jigging yang digunakan menggunakan variasi pukulan atau stroke 25, 35 dan

130

45, pasir besi sebagai umpan yang digunakan dalam percobaan ini telah di lakukan pengayakan oleh

131

peneliti sehingga didapatkan variasi ukuran +100, -100 +170, dan -170 +250 satuan mesh. Sampel pasir

132

besi tersebut sudah dikeringkan menggunakan oven dengan suhu 100º dan di bersihkan dari kotoran

133

yang terlihat dari asalnya. Sampel pasir besi tersebut sudah dilakukan pula metode riffling agar

134

pendistribusian merata terhadap kualitasnya dan sama setiap variasi ukuran.

135 136

XRD Dan XRF Sampel Raw

137

138

139

Gambar 1. Grafik Hasil XRD Sampel Raw

140

141

142

143

144

145

(5)

31

146 147

Tabel 1. Hasil XRD Software Match!

148

Kode

Warna Komposisi Nama Senyawa

Analisis Kuantitatif

%

Fe2 O3 Hematite 21,6

Al2 O3 Corundum 1,6

Ca O Lime 7

Fe3 O4 Magnetite 14,8

Si O2 Silicon Dioxide 52.1

149

Berdasarkan hasil Tabel 1 dan Gambar 1 maka sampel pasir besi sebelum dilakukan pengolahan

150

mengandung senyawa Fe2 O3 hemtite sebesar 21,6%, Al2 O3 corundum sebesar 1,6%, Ca O lime

151

sebesar 7%, Fe3 O4 magnetite sebesar 14,8 %, Si O2 silikon dioxide 52,1%.

152 153

Tabel 2. Hasil Uji XRF Pasir Besi Raw

154

Komponen Konsentrat Unit

Al 11 %

Si 34,5 %

P 0,62 %

K 0,85 %

Ca 22,5 %

Ti 1,78 %

V 0,082 %

Cr 0,12 %

Mn 0,51 %

Fe 26,8 %

Ni 0,03 %

Cu 0,11 %

Sr 0,58 %

Eu 0,4 %

Yb 0,07 %

Re 0,27 %

155

Berdasarkan Tabel 2., pasir besi dapat awal yang peneliti gunakan sebelum dilakukan pengolahan Fe

156

atau besi sebesar 26.8%.

157 158

Data Perolehan Konsentrat Dan Tailing

159

160

Pasir besi yang digunakan oleh peniliti sudah melalui proses homogenisasi menggunakan teknik

161

riffling, dan pengayakan dengan alat sieve shaker untuk mendapatkan ukuran yang diinginkan oleh

162

peneliti, selanjutnya dilakukan pemisahan dengan menggunakan alat jigging untuk memisahkan

163

antara mineral berharga dan mineral pengotornya ditampilkan Tabel 3.

164

165

166

167

(6)

32

Tabel 3. Data Perolehan Konsentrat Dan Tailing

168

Test Feed (gr) Variabel Experiment

Konsentrat (gr) Tailing (gr)

Pukulan Mesh

1

250

25 +100 121,60 18,12

2 25 -100 +170 97,45 47,73

3 25 -170 +250 100,81 56

4 35 +100 167,40 12,27

5 35 -100 +170 179,03 28,34

6 35 -170 +250 131,94 54,73

7 45 +100 183,99 27,79

8 45 -100 +170 200,95 39,94

9 45 -170 +250 160,10 41,33

169

Dari perolehan konsentrat dan tailing sampel pasir besi yang dilakukan pengolahan menggunakan jig

170

untuk peningkatan kadar mineral berharga, dapat dilihat bahwa dari ketiga ukuran sampel yang paling

171

efisien pada ukuran sampel 100 mesh diaplikasikan dengan pukulan 5 Karena menghasilkan recovery

172

paling efisien, namun pada sampel ukuran tersebut saat di aplikasikan dengan pukulan 25,

173

menghasilkan konsentrat paling sedikit diantara sampel dengan ukuran lainnya. Hal ini disebabkan

174

karena pukalan 25 terlalu lemah dalam gaya suction dan pulsion pun melemah dan juga terhalang oleh

175

jig screen lalu terbawa aliran air kedalam penampungan tailing.

176 177

Kemudian, pengaturan pukulan atau stroke yang tinggi maka semakin besar pula konsentrat yang

178

dihasilkan karena pada pukulan 45 yang merupakan varibel tertinggi mengakibatkan gaya pulsion dan

179

suction juga meningkat, sehingga material yang masuk kedalam konsentrat lebih banyak akibat suction

180

yang kuat, namun saat terjadi pulsion menyebabkan dorongan kuat pula yang mana membuat material

181

masuk kedalam penampungan tailing lebih banyak pula.

182 183

Hasil Setelah XRF Pengolahan Konsentrat Dan Tailing Fe

184

185

Tabel 4. Hasil Setelah XRF Pengolahan Konsentrat Dan Tailing Fe

186

Test

Variabel Experiment

Konsentrat Fe

(%) Tailing Fe (%) Pukulan

Fraksi Ukuran (Mesh)

1 25 -80 +100 45,98 32,6

2 25 -100 +170 41,1 31,4

3 25 -170 +250 50,54 36,6

4 35 -80 +100 47,27 34

5 35 -100 +170 46,1 30,1

6 35 -170 +250 46,65 35,3

7 45 -80 +100 45,4 34,4

8 45 -100 +170 46,68 35,2

9 45 -170 +250 46,88 35,2

187

Terlihat dari Tabel 4 bahwa adanya peningkatkan kadar Fe yang telah dilakukan pemisahan dengan

188

sampel awal Fe 26,8 % dan setelah dilakukan proses jigging mendapatkan hasil tertinggi pada variabel

189

pukulan 25 diaplikasikan dengan fraksi ukuran 250 mesh dengan jumlah kadar Fe pada konsentrat

190

sebesar 50,54 %, namun memiliki kadar Fe pada tailing tertinggi pula yaitu sebesar 36,6 %.

191

(7)

33

192

Perolehan Nilai Konsentrat

193

194

Recovery itu sendiri merupakan nilai perbandingan antara logam berharga dalam perolehan

195

konsentrat dengan logam berharga dalam umpan yang dinyatakan dalam persen (%). Recovery

196

memiliki peran sangat penting untuk kandungan yang terdapat dalam logam berharga di sampel yang

197

telah dilakukan pengolahan karena keuntungan dan kerugian dalam pengolahan memiliki biaya

198

tersendiri yang tidak murah.

199 200

Tabel 5. Perolehan Nilai Recovery

201

Test

Variabel Experiment

Recovery (%) Pukulan Fraksi ukuran

(mesh)

1 25 +100 90,44

2 25 -100 +170 72,76

3 25 -170 +250 71,31

4 35 +100 94,99

5 35 -100 +170 90,63

6 35 -170 +250 76,11

7 45 +100 89,73

8 45 -100 +170 86,96

9 45 -170 +250 83,7

202

Hal ini menunjukan bahwa material yang berukuran kecil akan menghasilkan recovery yang kurang

203

baik. Dalam hal ini pengolahan akan mengalami kerugian. Material yang kecil akan memiliki berat jenis

204

yang kecil pula sehingga pengolahan tidak baik karena partikel terlalu ringan dan mudah terbawa arus

205

air dan juga ada gaya pulsion atau gaya dorongan dari alat jigging tersebut yang mengakibatkan

206

material akan terhempas menuju tailing.

207 208

Begitu pula untuk material berukuran lebih besar, hasil recovery menunjukan hasil yang bagus namun

209

kurang memuaskan, hal ini disebabkan material pengotor ikut terbawa oleh gaya suction atau gaya

210

hisapan yang diakibatkan oleh alat jigging sehingga material pengotor tersebut masih terdapat

211

didalam penampungan konsentrat.

212 213

Pengaturan pukulan juga sangat berpengaruh dalam penelitian ini. Semakin kecil pukulan maka gaya

214

suction dan pulsion pun akan semakin kecil hal ini menyebabkan aliran air pada jig screen tidak

215

bergelombang atau lebih tenang. Semakin besar pukulan maka gaya suction dan pulsion pun akan

216

semakin besar hal ini menyebabkan aliran air pada jig screen bergelombang sangat kuat. Sehingga

217

terlalu kecil dan besar pengaturan pukulan mengakibatkan terlalu lemah dan terlalu kuatnya suction

218

dan pulsion, menyebabkan penurunan dalam perolehan recovery Fe dengan peningkatan perolehan

219

kadar tailing yang didapatkan dalam penampungan tailing.

220 221

KESIMPULAN DAN SARAN

222

223

1. Recovery Fe menurun diakibatkan oleh pukulan yang terlalu rendah maupun terlalu tinggi. Ukuran

224

partikel juga mempengaruhi hasil dari recovery Fe. Semakin besar ukuran partikel maka semakin

225

meningkat juga perolehan recovery Fe.

226

(8)

34

2. Semakin kecil fraksi ukuran pasir besi, maka pengolahan tidak optimal karena dengan ukuran yang

227

lebih kecil, maka massa dari material tersebut juga semakin kecil, sehingga material akan mudah

228

terbawa oleh aliran air yang disebabkan oleh pukulan atau stroke menuju penampungan tailing.

229

3. Fraksi ukuran dan variasi pukulan paling optimal adalah pada ukuran tertahan 100 mesh dan

230

pukulan 35 yang didapatkan berat konsentrat 167,44 gram dengan tailing 12,27 gram dengan nilai

231

recovery sebesar 94,99%.

232 233

DAFTAR PUSTAKA

234

235

S. Samad and N. Nurany, “Perhitungan Sumberdaya Pasir Besi di Desa Tuada Kecamatan Jailolo

236

Kabupaten Halmahera Barat Provinsi Maluku Utara,” J. GEOMining, vol. 2, no. 1, pp. 24–30, 2021.

237 238

P. M. Hilman et al., “PASIR BESI DI INDONESIA Geologi, Eksplorasi dan Pemanfaatannya,” Pus. Sumber

239

Daya Geol. - Badan Geol. Kementeri. Energi dan Sumber Daya Miner., pp. 1–141, 2014.

240 241

A. D. Febrianto, L. Y. Irawan, A. Barid, A. Yulina, and B. Robita, “Kajian ekologis penambanganpasir besi

242

beserta dampaknya terhadap keberlangsungan pariwisata pantai (Studi Kasus Pantai Dlodo,

243

Kabupaten Tulungagung, Jawa Timur),” J. Georafflesia, vol. 3, no. 2, pp. 45–61, 2018.

244 245

T. D. S. Mineral, “Pedoman Teknis Eksplorasi Pasir Besi,” Pus. Sumber Daya Geol., pp. 1–17, 2005.

246

Environmental Protection Agency (EPA), “Appendix c.2 procedures for laboratory analysis of

247

surface/bulk dust loading samples 7/93,” vol. 93, pp. 1–9, 1995.

248 249

G. J. LYMAN, “Review of Jigging Principles and Control,” Coal Prep., vol. 11, no. 3–4, pp. 145–165, Jan.

250

1992, doi: 10.1080/07349349208905213.

251 252

D. V. Subba Rao and D. V. Subba Rao, “Gravity concentration,” Miner. Benef., no. Chapter 9, pp. 83–

253

98, 2012, doi: 10.1201/b11327-15.

254 255

B. A. Wills and J. A. Finch, “Introduction,” Wills’ Miner. Process. Technol., pp. 1–27, 2016, doi:

256

10.1016/b978-0-08-097053-0.00001-7.

257 258

R. K. Sari, “Potensi mineral batuan tambang bukit 12 dengan metode XRD, XRF dan AAS,” Eksakta, vol.

259

2, no. Juli, pp. 13–23, 2016.

260 261

[D. D. Wicaksono, N. I. Setiawan, W. Wilopo, and A. Harijoko, “Teknik Preparasi Sampel dalam Analisis

262

Mineralogi dengan XRD di Departemen Teknik Geologi, Fakultas Teknik, Universitas Gadjah Mada,”

263

Proceeding Semin. Nas. Kebumian ke-10, no. September, pp. 1864–1880, 2017.