DESAIN PROSES PENINGKATAN KADAR BIJIH BESI KALIMANTAN SELATAN

Mineral dan Batubara DESAIN PROSES PENINGKATAN KADAR BIJIH BESI KALIMANTAN SELATAN Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara “tekMIRA” [email protected]

SARI Potensi bijih primer di Pleihari, Kalimantan Selatan cukup besar, pada saat ini diekspor sekitar 12 juta ton dalam bentuk bahan mentah ke luar negeri. Bijih primer di Pleihari bercirikan magnetithematit dengan kadar Fe yang rendah kadar Fe 51,6%, Al2O3 3,86% dan SiO2 11,7%. Sehingga diperlukan peningkatan kadar dengan separator magnetik, untuk mendapatkan konsentrat berkadar di atas 60% dan kandungan SiO2+Al2O3 di bawah 6%. Proses peningkatan kadar dengan melakukan kombinasi pencucian, pemisahan magnetik dihasilkan kadar 66,1% Fe total, Al2O3 0,86% SiO2 3.1% dengan perolehan Fe mencapai 84,19%. Kata kunci : analisis mineralogi, konsentrat, pemisahan magnetik, tahap cleaner, tahap re-cleaner, tahap rougher

1.

PENDAHULUAN

Bijih besi Pleihari terdiri dari magnetit- hematite dengan terdapat material hasil pelapukan yang berukuran halus sehingga diperlukan tahapan washing sebelum dilakukan peningkatan kadar dengan separator magnetik. Tahapan washing dalam skala industri dilakukan dengan log washer atau dengan menggunakan double spiral classifier. Produk washing berupa underflow yang merupakan umpan dari proses peningkatan kadar dan underflow berupa lumpur yang dibuang ke dalam tailing pond. Tahapan washing dapat dilakukan sebelum proses penghacuran (crushing) ataupun setelah penghancuran terkait dengan keterikatan material pengotor dengan mineral besi. Proses up grading besi yaitu melalui dapat dilakukan dengan sederhana adalah pemisahan berdasarkan sifat kemagnetan mineral. Untuk

74

mendapatkan konsentrat hasil pemisahan dengan kadar yang tinggi maka pemisahan magnetik dilakukan pada intensitas magnet yang rendah. Kondisi ini akan menghasilkan perolehan Fe yang rendah sehingga harus dilakukan suatu simulasi berupa tahan roughing, scavenging dan cleaning untuk menghasilkan konsentrat dengan kadar dan perolehan Fe yang optimum.

2.

METODOLOGI

Sample mengalami proses penghancuran, kemudian mengalami proses washing dalam spiral classifier, underflow spiral classifier kemudian dilakukan secondary crushing sampai minus 10 mesh, kemudian dicuci ulang dalam spiral classifier. Produk pencucian akhir baru dilakukan pemisahan magnetik dengan memvariasikan intensitas magnet.

M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

Mineral dan Batubara banyak pengotor yang terperangkap di dalam konsentrat.

2.1. Pembahasan a. Diagram alir up grading bijih besi Peningkatan kadar bijih besi dilakukan terdiri dari beberapa tahapan yaitu peremukan dan pengerusan serta pemisahan mineral-mineral besi dari pengotor yang bersifat non magnet dengan menggunakan pemisah magnetik basah. Tahapan pemisahan magnetik terdiri dari rougher yaitu pemisahan magnetik tahap awal dengan intensitas yang tinggi sehingga mineralmineral besi dengan kemagnetan yang rendah seperti mineral hematit, kemudian dilakukan tahap cleaner dengan intensitas yang rendah sehingga dihasilkan konsentrat megnetit dengan kandungan hematit yang rendah. b. Tahap rougher Produk ball berukuran lolos 10 mesh dengan kadar Fe 51,6%, Al2O3 3,86% dan SiO2 11,7%, dilakukan peningkatan kadar dengan pemisahan magnetik. Intensitas magnetik yang digunakan 4300 gauss Tabel 1, menunjukkan karakteristik pemisahan magnetik pada intensitas yang tinggi.

Tabel 1. Karakteristk pemisahan magnetik Intensitas magnet 4300 4800 5200 5700 7200

Fe tot.,% 59,30 54,7 55,3 55,3 55,3

Al2O 3,%

SiO2,%

1,28 3,98 3,50 3,41 3,85

8,62 8,96 9,42 8,96 8,72

Tabel 1, juga memperlihatkan karakteristik pemisahan magnetik bijh besi Kalimantan Selatan. Intensitas di atas 4800 gauss tidak terjadi peningkatan kadar di atas 55% Fe, relatif konstan 55,3% karena intensitas yang tinggi

Tahap rougher dihasilkan 84,45% wt. konsentrat berkadar 59,30% Fe, 1,28% Al2O3 dan 8,62% SiO 2 , terjadi peningkatan kadar Fe dan penurunan pengotor. Perolehan Fe mencapai 97,05 % (RoC 1,18 menunjukkan untuk memperoleh konsentrat berkadar 59,30% Fe dibutuhkan 1,18 ton bijih besi. Tailing rougher sebanyak 15,55%wt. berkadar 9,78% Fe, 17,87% Al2O3 dan 28,43% SiO2. b. Analisis mineralogi produk rougher Analisis meneralogi terhadap konsentrat rougher menunjukkan magnetit (72,35%wt.) warna abuabu coklat, isotropik, berbutir halus-kasar (2 mm) yang berbutir halus dalam keadaan terliberasi dan yang berbutir lebih kasar sebagian berikatan dengan mineral bukan-logam (gangue mineral), sebagian telah terubah menjadi magnetithematit. Hematit (7,50%wt.) warna abu-abu terang, anisotropik, berbutir halus-kasar, sebagian berikatan dengan limonit maupun mineral bukan logam. Limonit (3,5 %wt.) warna abu-abu keruh, bentuk butir tidak beraturan, sebagian berikatan dengan hematit maupun mineral bukan-logam. Magnetithematit (8,01%wt.) warna abu-abu kecoklatan terang, berbutir halus-kasar, sebagian berikatan dengan mineral bukan-logam. Kalkopirit (0,70%wt.) warna kuning tua, isotropik, berbutir halus dalam keadaan terliberasi. Pirit (0,25%wt.) warna krem pucat, isotropik, relief tinggi, berbutir halus-kasar, yang berbutir kasar berikatan dengan mineral bukan-logam. Material lainnya (7,93%wt.) adalah mineral bukan-logam (gangue mineral) kemungkinan jenis silika dan karbonat. Fotomikrograf konsentrat 4300 gauss disajikan pada Gambar 2.

Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda

75

Mineral dan Batubara c. Tahap cleaner pemisahan magnetik Rougher concentrate berkadar 59,30% Fe, 1,28% Al 2 O 3 dan 8,62% SiO 2 dilakukan peningkatan kadar kembali agar memenuhi spesifikasi yaitu min 63% Fe. Hasil analisis mineralogi menunjukkan mineral-mineral besi terdapat rekahan-rekahan yang ditempati oleh mineral-mineral silikat . Oleh karena itu, konsentrat rougher dilakukan pengecilan ukuran sampai 150 mesh. Penggilingan dilakukan ball sistem tertutup dengan hidrosiklon. Limpahan bawah siklon dikembalikan ke dalam Gambar 2. Foto mikrograp konsentrat pelumat bola sedangkan konsentrat berukuran rougher lolos 150 mesh yang telah terliberasi dari mineral silikat dilakukan desliming untuk menghilangkan mineral silikat yang berukuran Sedangkan analisis mineralogi terhadap contoh halus, terjadi peningkatan kadar menjadi Fe Tailing rougher, menunjukkan magnetit 64,29%, Al O 1,32% dan SiO 4,20% dengan 2 3 2 (0,37%wt.) warna abu-abu kecoklatan, isotropik, perolehan Fe 88,81%, berat sebesar 71,28% wt. berbutir halus dalam keadaan terliberasi. Hematit (0,37%wt.) warna abu-abu terang, Sime yang terbuang sejumlah 13,17% wt. anisotropik, berbutir halus dalam keadaan mengandung Fe 32,30%, Al O 1,06% dan SiO 2 3 2 terliberasi. Limonit (8,54%wt.) warna abu-abu 32,55%. Proses desliming dapat menggunakan keruh dan berbutir halus. Kalkopirit (3,35%wt) pemekat. Ukuran pemekat sangat tergantung warna kuning tua, isotropik berbutir halus. dari hasil endap. Limpahan bawah pemekat Material lainnya (84,83%wt.) adalah mineral karena masih mengandung SiO sekitar 4% 2 bukan-logam (gangue mineral) kemungkinan dilakukan peningkatan kadar dengan magnetik jenis silika dan karbonat. separator 1500 gauss Simulasi cleaner Fotomikrograf Tailing 4300 gauss disajikan pada Gambar 3.

magnetik separator tanpa desliming disajikan pada Tabel 2.

Tabel 2. Karakteristik pemisahan magnetik cleaner

Intensitas magnet 2500 2000 1500

Fe tot.,% 58,40 59,20 60,9

Al2O3,%

SiO2,%

3,85 3,83 3,90

8,75 8,85 8,20

Gambar 3. Tailing rougher 4300 gauss

76

M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

Mineral dan Batubara Tabel 2, memperlihatkan sulitnya melakukan pengurangan kandungan mineral tanpa melakukan desliming. Hasil pemisahan magnetik tahap cleaner terhadap contoh limpahan bawah pemekat dengan intensitas magnetik 1500 gauss menghasilkan 69,85% wt. konsentrat cleaner berkadar Fe 64,90%, Al2O3 1,26% dan SiO2 3,70% dengan perolehan Fe mencapai 87,90%. Sedangkan Tailing cleaner dengan jumlah 1,43% wt. terkandung Fe 34,40%, Al2O3 4,32% dan SiO2 28,6%, dan disirkulasikan kembali ke dalam pelumat bola. d. Tahap re-cleaner pemisahan magnetik Proses selanjutnya adalah membersihkan kembali konsentrat cleaner dengan menggunakan separator magnetik untuk meningkatkan kadar Fe. Pemisah magnetik yang digunakan adalah double drum magnetic separator dengan intensitas magnetik yang sama yaitu 800 gauss Hasilnya berupa konsentrat akhir sebanyak 65,72% wt. berkadar 66,1% Fe total, 0,86% Al2O3 dan 3,1% SiO2 dengan perolehan Fe mencapai 84,19% dan ratio of concentration (RoC) mencapai 1,52. Sehingga untuk mendapatkan 1 ton konsentrat berkadar 66% Fe, membutuhkan 1,52 ton bijih besi sebagai bahan baku.

Tailing recleaner berkadar 45,78% Fe, 7,63% Al2O3 dan 13,26% SiO2. Dari rangkaian proses pengolahan terdapat tiga tailing yaitu Tailing rougher, sime dan recleaner tail , sebagaimana disajikan pada Tabel 3. Final tail sebanyak 32,84% dari proses upgrading berkadar 23,33% Fe, 9,84% Al2O3 dan 28,17% SiO2, (calculated tail grade) sedangkan hasil; assay menunjukkan kandungan Fe total 21,6%, Al2O3 8,19% dan SiO2 33,7% menunjukkan perbedaan yang tidak signifikan.

3.

KESIMPULAN

1)

Bijih primer di Pleihari bercirikan magnetithematit dengan kadar Fe yang rendah kadar Fe 51,6%, Al2O3 3,86% dan SiO2 11,7%.

2)

Proses peningkatan kadar dengan melakukan kombinasi pencucian.

3)

Proses pencucian diperlukan sebagai tahap awal dari proses konsentrasi dan harus dilakukan.

4)

Produk pencucian menghasilkan kadar Fe 51,6%, Al2O3 3,86% dan SiO2 11,7%

5)

Pemisahan magnetic menghasilkan kadar 66,1% Fe total, Al2O3 0,86% SiO2 3.1% dengan perolehaan Fe mencapai 84,19%.

Tabel 3. Komponen tailing peningkatan kadar Fe

KOMPONEN Rougher Tail Slime Re-Cleaner Tail Final Tail

wt, % 15,55 13,17 4,13 32,84

Fet,% 9,78 32,30 45,78 23,33

Al2O3,% 17,87 1,06 7,63 9,84

SiO2,% 28,43 32,55 13,26 28,17

Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda

77

78 st. CRUSHING

OVERLAND CONVEYOR

SURGE PILE

MINE

wt, % Fe tot.,% Al 2O 3,% SiO 2,%

1.43 34.4 4.32 28.6

RE-CLEANER CONC

RECLEANER MAGNETIC SEPARATION 800 GAUSS

CLEANER MAGNETIC SEPARATION 1500 GAUSS

CLEANER TAIL

PRIMARY GRINDING DESLIMING

wt, % Fe tot.,% Al 2O 3,% SiO 2,% Rec. Fe,%

15.55 9.78 17.87 28.43

65.72 66.1 0.86 3.1 84.19

wt, % Fe tot.,% Al2O3,% SiO2,%

OVERFLOW 150 MESH

BAWAH HC

ROUGHER TAIL

Gambar 1. Diagram alir up grading bijih besi

nd. CRUSHING

head grade 100 51.6 3.86 11.7 100

ROUGHER CONC wt, % 84.45 Fe tot.,% 59.30 Al 2O 3,% 1.28 SiO 2,% 8.62 Rec. Fe,% 97.05 Rec.Al 2O 3,% 9.24 Rec.SiO 2,% 62.22

wt, % Fe tot.,% Al 2O3,% SiO2,% Rec. Fe,%

13.17 32.30 1.06 32.55

RE-CLEANER TAIL wt, % 4.13 Fe tot.,% 45.78 Al 2O3,% 7.63 SiO2,% 13.26

LIMPAHAN BAWAH PEMEKAT wt, % 71.28 Fe tot.,% 64.29 Al 2O3,% 1.32 SiO2,% 4.20 Rec. Fe,% 88.81 Rec.Al 2O3,% 24.41 Rec.SiO2,% 25.59 CLEANER CONC wt, % 69.85 Fe tot.,% 64.90 Al 2O3,% 1.26 SiO2,% 3.70 Rec. Fe,% 87.86 Rec.Al 2O3,% 22.80 Rec.SiO2,% 22.09

wt, % Fe tot.,% Al 2O3,% SiO2,%

SIME

Mineral dan Batubara

M&E, Vol. 8, No. 4, Desember 2010

Mineral dan Batubara DAFTAR PUSTAKA Boucraut, M., R., Koskas and J., Michard, Study of The Benefiation of certain Lorraine Iron Ores By Magnetizing Roasting, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, 1963. Crest Exploration Limited, A Metallurgical Evaluation The Snake River Iron Deposit, The California Standard Company's, Contract No. S54848, 1965.

Meyer, K., The Lurgi Process of Magnetizing Roasting A Possible Method of Processing Iron Ore, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, 1963. Purwanto, Hadi, Study the Utilization of Indonesian Kalimantane Ore for Ironmaking, Tohuku Universitu, 2003. Setiawan, dkk., 2004, Penelitian Bijih Besi Laterit untuk Bahan Baku Industri Besi Baja, Laporan Teknik Pengolahan.

Dahlem, D.,H., and C.,l., Sollenberger, HematitMagnetit Grain Growth in a Reducing Roast, Mineral Processing, Proceedings of the Sixth International Congress, 1963.

Desain Proses Peningkatan Kadar Bijih Besi Kalimantan Selatan ; Nuryadi Saleh, Pramusanto, Yuhelda

79