STUDI PENINGKATAN KADAR BESI TERHADAP BIJIH BESI LATERITIK ASAL KABUPATEN TASIKMALAYA MENGGUNAKAN METODE FLOTASI KEBALIKAN
TUGAS AKHIR Dibuat untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik Metalurgi pada Program Studi Teknik Metalurgi Institut Teknologi Bandung
Oleh : WARDHANA NIM : 12102025
PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007 LEMBAR PENGESAHAN
STUDI PENINGKATAN KADAR BESI TERHADAP BIJIH BESI LATERITIK ASAL KABUPATEN TASIKMALAYA MENGGUNAKAN METODE FLOTASI KEBALIKAN
TUGAS AKHIR
Bandung, 2 Juli 2007 Disetujui untuk Program Studi Teknik Metalurgi Oleh:
Dr. Ir. Edy Sanwani, MT. Pembimbing
“I may never find all the answers I may never understand why I may never prove What I know to be true But I know that I still have to try” (The Spirit Carries On; by Dream Theater)
Kupersembahkan untuk: Ayah, Ibu, dan Kakak 888337772
Studi Peningkatan Kadar Besi Terhadap Bijih Besi Lateritik Asal Kabupaten Tasikmalaya Menggunakan Metode Flotasi Kebalikan
Oleh Wardhana NIM 12102025 Abstrak
Secara garis besar, bijih besi yang terdapat di Indonesia dapat digolongkan dalam tiga kelompok, yaitu: bijih besi titano magnetic (pasir besi), bijih besi laterit, dan bijih besi konvensional (hematite-magnetite). Rendahnya kandungan Fe dalam bijih besi lokal, merupakan penyebab bijih besi tersebut tidak dapat digunakan sebagai bahan baku. Oleh sebab itu, diperlukan usaha yang lebih intensif untuk mengubah bijih besi lateritik menjadi bahan setengah jadi yang memenuhi persyaratan untuk dijadikan bahan baku pembuatan besi dan baja, salah satunya adalah dengan proses flotasi.
Penelitian ini dilakukan untuk meningkatkan kandungan besi dari bijih besi lateritik. Metoda yang dipilih adalah flotasi kebalikan dengan menggunakan kolektor amina. Kondisi optimum proses flotasi kebalikan ini di tentukan dengan memvariasikan derajat keasaman pulp, dosis kolektor, dan kecepatan putar impeler. Derajat keasaman yang digunakan adalah 8, 9, 10, dan 11. Dosis kolektor yang digunakan adalah 250, 400, 550 dan 750 gr/ton. Sedangkan kecepatan putar impeler yang diberikan yaitu 900, 1000, 1100, dan 1200 rpm.
Dari hasil percobaan, didapatkan kadar Fe tertinggi yang dicapai adalah 40,74% dari kadar awal 38,85% dan kadar SiO2 terendah adalah 4,48% dari kadar awal sebesar 10,59%. Kondisi optimum flotasi dapat dicapai pada pH pulp 10, dosis kolektor 550 gr/ton, dan kecepatan putar impeler sebesar 1000 rpm.
Study of Increasing Fe Content in Lateritic Iron Ore From Tasikmalaya Regency By Reverse Flotation Method
By Wardhana Student Number 12102025 Abstract
In general, Indonesian iron ore can be classified into three categories namely titano magnetic (sand iron), lateritic, and conventional (hematite-magnetite) iron ores respectively. Low Fe content in the local lateritic iron ore is the main reason why this ore is not able to be used as raw material for a steel making industry. Intensive efforts are needed in order to upgrade the quality of the ore that fulfil the requirement of raw material for the steel making industry. One of the ways in upgrading the lateritic iron ore is flotation process.
This study was performed in order to increase Fe content in the lateritic iron ore. Reverse flotation with amine as collector was chosen as a method in increasing the Fe content in the ore.
The optimum condition of the flotation was determined by
changing the process variables i.e. pH of pulp, collector dosage, and impeller speed. The pH of 8, 9, 10, and 11 were used in the experiment whilst collector dosages of 250, 400, 550, and 750 gr/ton respectively were applied. Accordingly, impeller speeds of 900, 1000, 1100, and 1200 rpm respectively were used.
From the results of the experiment and the analyses performed in this study, it was shown that maximum Fe content that can be reached was 40.74 % from initial Fe content in the feed of 38.85%; and the lowest SiO2 content in the concentrate was 4.48% from initial content of 10.59%. Optimum condition of the flotation process occurred at pH of 10, collector dosage of 550 gr/ton, and impeller speed of 1000 rpm.
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan karena berkat bimbingan-Nyalah akhirnya penulis dapat menyelesaikan laporan tugas akhir ini. Laporan tugas akhir ini disusun untuk memenuhi salah satu syarat meraih gelar Sarjana Teknik Metalurgi pada Program Studi Teknik Metalurgi, Fakultas Ilmu Kebumian dan Teknologi Mineral Institut Teknologi Bandung. Tak lupa pula dalam kesempatan ini penulis menyampaikan rasa terimakasih kepada pihak-pihak yang telah banyak membantu baik selama proses pengerjaan tugas akhir ini maupun selama menempuh pendidikan di ITB, diantaranya:
1. Bapak, Ibu, Kakak, dan seluruh keluarga tercinta di Kebumen yang senantiasa memberikan dukungan yang tak henti-henti bagi penulis selama menempuh pendidikan di ITB. 2. Dr. Ir. Edy Sanwani, MT yang senantiasa memberikan bimbingan tentang halhal yang berhubungan dengan pengerjaan tugas akhir ini. 3. Bapak dan Ibu Dosen yang telah berkenan membagi ilmunya, semoga ilmu yang telah penulis peroleh selama di ITB dapat dimanfaatkan dengan sebaikbaiknya. 4. Miladi, untuk rental komputer gratis yang telah diberikan kepada penulis selama pengerjaan TA. 5. Rano yang telah memberikan bimbingannya dan semangat kepada penulis. 6. Ary, untuk pinjaman buku-buku dan uang kepada pemulis selama penulisan TA ini. Terima kasih. 7. Anak-anak Asrama Kidang Pananjung, baik yang saya kenal maupun tidak saya kenal. Terima kasih atas semuanya.
8. Semua yang telah mendukung penulisan ini baik secara langsung maupun tidak langsung.
Penulis menyadari laporan tugas akhir ini masih sangat jauh dari sempurna, seperti kata orang bijak bahwa tak ada gading yang tak retak. Oleh karena itu penulis membuka diri untuk menerima kritik yang membangun demi hasil karya kedepan yang lebih baik. Dan terakhir, semoga hasil karya ini dapat menjadi sesuatu yang bermanfaat.
Bandung, Juni 2007
Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
ABSTRAK…………………………………………………………………
i
ABSTRACT ................................................................................................
ii
KATA PENGANTAR .................................................................................
iii
DAFTAR ISI ...............................................................................................
v
DAFTAR GAMBAR ...................................................................................
viii
DAFTAR TABEL .......................................................................................
ix
BAB
I. PENDAHULUAN……………………………………………………...
1
1.1. Latar Belakang .................................................................................
1
1.2. Rumusan masalah …………………………………………………
3
1.3. Tujuan Penelitian .............................................................................
4
1.4. Ruang Lingkup Penelitian ...............................................................
4
1.5. Metodologi Penelitian ……………………………………………..
4
1.6. Sistematika Penulisan……………………………………………...
6
II. TINJAUAN PUSTAKA........................................................................
8
2.1. Bijih Besi………………………………………………………….
8
2.1.1 Hematit ……………………………………………………
8
2.1.2 Magnetit……………………………………………………
9
2.1.3 Geothit………………………………………………………
10
2.1.4 Limonit ……………………………………………………
11
2.2. Proses Flotasi………………………………………………………
13
2.3. Termodinamika Flotasi ……………………………………………
13
2.3.1 Lapis ganda Elektrik pada Antarmuka Mineral-Air…………
13
2.3.2 Termodinamika Permukaan....................................................
16
2.3.3 Termodinamika Pembasahan.................................................
17
2.3.4 Energi Bebas Adsorbsi Kolektor .........................................
18
2.4. Reagen-Reagen yang Digunakan Dalam Flotasi…………………
19
2.5. Proses Hidrodinamika Dalam Flotasi ……………………………..
21
2.5.1 Mekanisme Tumbukan Partikel-Gelembung Udara………...
22
2.5.2 Dispersi Gas.............................................................................
24
2.6. Flotasi Bijih Besi………………………………………………….
24
III. PROSEDUR PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN……….
26
3.1 Deskripsi Sampel…………………………………………………..
26
3.2 Peralatan dan Bahan……………………………………………….
27
3.2.1 Peralatan Preparasi..................................................................
27
3.2.2 Peralatan dan Bahan Untuk Percobaan Flotasi………………
28
3.2.3 Peralatan Untuk Analisis…………………………………….
30
3.3 Diagram Alir Percobaan.....……………………………………….
30
3.3.1 Diagram Alir Percobaan Pendahuluan…………..…………..
30
3.3.1.1 Percobaan Awal Flotasi Bijih Besi Lateritik………...
31
3.3.1.2 Penentuan Depresan…………………………………
32
3.3.1.3 Flotasi Hematit Sintetik……………………………...
33
3.3.1.4 Flotasi Hasil Pengayakan Basah……………………..
34
3.3.2 Percobaan Utama...............…………………………………..
34
3.3.2.1 Diagram Alir Preparasi………………………………
35
3.3.2.2 Diagram Alir Flotasi…………………………………
35
3.4 Prosedur Percobaan........................................................................
35
3.4.1 Prosedur Percobaan Pendahuluan...........................................
36
3.4.1.1 Percobaan Awal Flotasi Bijih Besi Lateritik………...
36
3.4.1.2 Penentuan Depresan…………………………………
37
3.4.1.3 Flotasi Hematit Sintetik……………………………...
37
3.4.1.4 Flotasi Hasil Pengayakan Basah……………………..
38
3.4.2 Prosedur Percobaan Utama......................................................
38
3.4.2.1 Prosedur Tahap Preparasi…………………………...
38
3.4.2.2 Prosedur Flotasi……………………………………...
39
3.4.1 Prosedur Analisis Kimia………..............................................
41
3.4.3.1 Analisis Kimia Penentuan Kadar Fe Total…………..
41
3.4.3.1 Analisis Kimia Penentuan Kadar SiO2…..…………..
42
3.5 Hasil-hasil Analisis Bahan Baku…………………………………..
42
3.5.1 Hasil Analisis Mineralogi……………………………………
42
3.5.2 Hasil Analisis Kimia…………………………………………
46
3.6 Hasil Percobaan................................................................................
47
IV. PEMBAHASAN…………………………………………………...…
48
4.1 Penentuan Metode Pengolahan…………………………………….
48
4.2 Percobaan-Percobaan Pendahuluan………………………………..
49
4.2.1 Percobaan Awal Flotasi Bijih Besi Lateritik………...............
49
4.2.2 Penentuan Depresan…………..………………….………….
50
4.2.3 Flotasi Hematit Sintetik……………………………………...
51
4.2.4 Flotasi Hasil Pengayakan Basah……………………………..
55
4.3 Percobaan Penentuan Kondisi Flotasi Optimum.............................
57
4.3.1 Penentuan pH Pulp Optimum..................................................
57
4.3.2 Penentuan Dosis Kolektor Optimum………...………………
63
4.3.3 Penentuan Kecepatan Putar Impeler Optimum……...………
66
V. KESIMPULAN DAN SARAN………………………………………..
72
5.1 Kesimpulan .....................................................................................
72
5.2 Saran…………… ............................................................................
72
DAFTAR PUSTAKA...................................................................................
72
LAMPIRAN A ............................................................................................
74
LAMPIRAN B..............................................................................................
76
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
2.1
Kristal hematit dengan permukaan yang berwarna-warni................
8
2.2
Kristal hematit .................................................................................
9
2.3
Kristal magnetit yang berbentuk oktahedron...................................
10
2.4
Kristal magnetit yang berbentuk
10
dodecahedron…………...……… 2.5
Mineral geothit…………………………………………….………
11
2.6
Limonit dengan permukaan yang berwarna-warni...........................
12
2.7
Limonit…………………………………………………………….
13
2.8
Gambaran skematik lapis ganda elektrik..........................................
14
2.9
Gambaran skematik kontak yang terjadi antara padatan dan gas di dalam liquid..................................................................................
17
3.1
Sampel awal bijih besi lateritik (A)..................................................
26
3.2
Sampel awal bijih besi lateritik (B)..................................................
27
3.3
Ayakan..............................................................................................
28
3.4
Sheve shaker.....................................................................................
28
3.5
Roll crusher......................................................................................
28
3.6
Ball mill............................................................................................
28
3.7
Riffle.................................................................................................
28
3.8
Bola keramik....................................................................................
28
3.9
Sel flotasi Denver.............................................................................
29
3.10
Reagen-reagen flotasi yang digunakan.............................................
29
3.11
Diagram alir pecobaan secara umum...............................................
30
3.12
Diagram
31
alir
flotasi
lateritik..............................................
bijih
besi
3.13
Diagram alir percobaan penentuan depresan....................................
32
3.14
Diagram
hematit
33
3.15
Diagram alir flotasi hasil pengayakan basah....................................
34
3.16
Diagram alir preparasi......................................................................
35
3.17
Foto mikrograf sampel bijih besi A fraksi ukuran -65+100 mesh...
44
3.18
Foto mikrograf sampel bijih besi A fraksi ukuran -100+150 mesh.
44
3.19
Foto mikrograf sampel bijih besi A fraksi ukuran -150+200 mesh.
44
3.20
Foto mikrograf sampel bijih besi A fraksi ukuran -200+325 mesh.
45
3.21
Foto mikrograf sampel bijih besi B fraksi ukuran -65+100 mesh...
45
3.22
Foto mikrograf sampel bijih besi B fraksi ukuran -100+150 mesh..
45
3.23
Foto mikrograf sampel bijih besi B fraksi ukuran -150+200 mesh..
46
3.24
Foto mikrograf sampel bijih besi B fraksi ukuran -200+325 mesh..
46
4.1
Hasil DTA sampel bijih besi lateritik...............................................
53
4.2
Hasil analisis XRD sampel bijih besi sebelum pemanasan...……...
53
4.3
Hasil analisis XRD sampel bijih besi setelah pemanasan...…….....
54
4.4
Berat
58
alir
percobaan
flotasi
sintetik................................
apungan
pada
berbagai
pH
pulp.............................................. 4.5
Kadar Fe dalam konsentrat dan perolehan Fe pada berbagai pH pulp………………………………………………………………...
59
4.6
Kadar SiO2 dalam konsentrat pada berbagai pH pulp……………..
60
4.7
Sudut kontak, zeta potensial dan perolehan kuarsa pada berbagai pH pulp…………………………………………………………….
4.8
Diagram logaritmik konsentrasi dodecylamine pada berbagai pH pulp……………………………………………...............................
4.9
62
Berat apungan pada berbagai variasi dosis penggunaan dosis kolektor.............................................................................................
4.10
62
Kadar Fe dalam konsentrat dan perolehan Fe pada berbagai
63
penggunaan dosis kolektor............................……………………... 4.11
Kadar SiO2 dalam konsentrat pada berbagai penggunaan dosis kolektor.............................................................................................
4.12
67
Kadar Fe dalam konsentrat dan perolehan Fe pada berbagai penggunaan kecepatan putar impeler...............................................
4.14
65
Berat apungan pada berbagai penggunaan kecepatan putar impeler..............................................................................................
4.13
64
69
Selisih antara kadar Fe dalam konsentrat dan kadar Fe awal pada berbagai
penggunaan
kecepatan
putar
69
impeler.................................
4.15
4.16
Kadar SiO2 dalam konsentrat pada berbagai penggunaan kecepatan putar impeler....................................................................
70
Mekanisme
71
pelepasan
partikel............................................
kembali
DAFTAR TABEL
Tabe
Halama
l
n
1.1
Data konsumsi baja per
1
kapita.............................................................. 1.2
Potensi bijih besi indonesia
3
................................................................. 2.1
PZC beberapa oksida
15
………………………………………………… 3.1
Komposisi bijih hasil pengayakan
43
kering............................................. 3.2
Komposisi bijih hasil pengayakan
43
basah.............................................. 3.3
Derajat liberasi mineral dan
43
mineraloid................................................ 3.4
Hasil analisis
47
kimia............................................................................... 3.5
Data-data hasil
47
percobaan..................................................................... 4.1
Kriteria konsentrasi mineral-mineral terhadap mineral
48
kuarsa………. 4.2
Hasil percobaan
50
awal............................................................................ 4.3
Perbandingan hasil flotasi dengan depresan corn starch dan maizena HONIG.............................................................................................
51
..... 4.4
Perbandingan hasil flotasi hasil pemanasan dan tanpa
55
pemanasan....... 4.5
Perbandingan produk ayak basah dengan produk ayak
56
kering............. 4.6
Perbandingan hasil flotasi produk ayak basah dengan produk ayak kering................................................................................................ .....
56
