PEMBUATAN KONSENTRAT ZIRKON SEBAGAI UMPAN PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN SHAKING TABLE (MEJA GOYANG)

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011

PEMBUATAN KONSENTRAT ZIRKON SEBAGAI UMPAN PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN SHAKING TABLE (MEJA GOYANG) Sajima, Sunardjo, Harry Supriyadi Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan –BATAN, Babarsari Yogyakarta, 55281 E-mail :[email protected]

ABSTRAK PEMBUATAN KONSENTRAT ZIRKON SEBAGAI UMPAN PROSES PELEBURAN MENGGUNAKAN SHAKING TABLE (MEJA GOYANG). Telah dibuat konsentrat zirkon sebagai umpan peleburan menggunakan meja goyang. Bahan baku yang digunakan adalah pasir zirkon Kalimantan. Meja goyang digerakan dan air sebagai media dialirkan pada kecepatan 15 liter permenit. Pasir zirkon dalam tangki pengumpan (feeder) dialirkan dalam kecepatan 17 kg perjam. Konsentrat, meddling dan tailing dikeringkan kemudian ditimbang. Hasil proses dianalisis menggunakan XRF. Diperoleh konsentrat dengan komposisi ZrO2 (60,9%), TiO2 (5,6%), SiO2 (5,6%), Fe2O3 (2,7%), SnO2(1,0%), Cr2O3 (0,6%), AlO2 (0,5%), NbO2(0,2%) dan MnO2(0,3%). Kata kunci : pasir zirkon, konsentrat, umpan, peleburan, meja goyang

ABSTRACT MANUFACTURING OF ZIRCON CONCENTRATE AS FUSION PROCESS FEED USING SHAKING TABLE. Zircon concentrate as a feed for fusion using a shaking table has been done. Kalimantan zircon sand has been used as raw materials. Shaking table was driven and water as the medium was flowed at a speed of 15 liters per minuties. Zircon sand in the feeder was flowed in the speed of 17 kg per hours. The concentrate, meddling and tailings are dried and then weighed. The results were analyzed using XRF. Retrieved concentrate with the composition of ZrO2 (60.9%), TiO2 (5.6%), SiO2 (5.6%), Fe2O3 (2.7%), SnO2 (1.0%), Cr2O3 (0.6%), Al2O3 (0.5%), NbO2 (0.2%) and MnO2 (0.3%). Key words : zircon sands, concentrate, a feed, fusion, shaking table

PENDAHULUAN erkembangan bahan-bahan maju berbasis zirconia (ZrO2) maupun produk derivatnya mengalami peningkatan sehingga pemrosesan bahan ini memiliki prospek yang sangat besar[1]. Bahan baku yang digunakan adalah mineral zirkon sebagai ikutan mineral timah dengan kadar zirkon rendah (marginal) antara 35 - 50 % sehingga perlu dilakukan peningkatan kadar (beneficiation) (2) dengan pemisahan . Pemisahan mineral dapat dilakukan dengan cara Konsentrasi Grafitasi (Gravity Concentration) berdasarkan perbedaan berat jenis dengan perkiraan Kriteria konsentrasi[3]. Kriteria konsentrasi oleh Taggart dirumuskan (4) secara impiris sebagai berikut :

P

Sajimo, dkk

KK =

( SG partikel berat − SG media) ( SG partikel ringan − SG Media)

dimana : KK = Kriteria Konsentrasi SG = Spesific Gravity Konsentrasi Gravitasi adalah proses pemisahan material-material yang berharga dan tidak berharga dalam suatu bahan galian akibat gaya-gaya dalam fluida berdasarkan / tergantung pada perbedaan density, bentuk dan ukuran[3]. Perangkat yang sering digunakan pada proses ini, antara lain; Shaking Table (Meja Goyang), Jig, Panning, Sluice Box, Humprey Spiral atau

ISSN 1410 – 8178

Buku II hal 131

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011

Hydrocyclone. Meja Goyang merupakan perangkat yang tipis (Flowing Film Concentration) pada suatu meja bergoyang yang dilengkapi dengan 5) reffile (penghalang)( . Prinsip Kerja Shaking Table adalah perbedaan berat dan ukuran partikel terhadap gaya gesek akibat aliran air tipis.

pemisahan material dengan cara mengalirkan air Faktor yang mempengaruhi kinerja Shaking Table antara lain : 1. Ukuran dari feed. 2. Operasional (roughing/cleaning). 3. perbedaan Spesifik Grafity.

Tabel 1. Kandungan mineral utama timah dan ikutannya No

Nama mineral

Rumus kimia

(2)

Massa Jenis

Kemagnetan

Kelistrikan

g/cm3

1

Zirkon

ZrSiO4

4,6 - 4,7

Non magnetis

Non Konduktor

2

Kasiterit

SnO2

6,8 – 7,1

Non magnetis

Konduktor

3

Kwarsa

SiO2

2,6 -2,7

Non magnetis

Non Konduktor

4

Pirit

FeS2

4,8 – 5,1

Non magnetis

Konduktor

5

Ilmenit

FeTiO2

4,5 – 5,0

Magnetis

Konduktor

6

Rutil

TiO2

4,1 – 4,3

Non magnetis

Konduktor

7

Hematit

Fe2O3

4,9 – 5,3

Non magnetis

Konduktor

8

Monasit

(Ce,La,Y,Th)PO4

4,9 – 5,3

Non magnetis

Non Konduktor

9

Xenotim

YPO4

4,5 – 4,6

Magnetis

Non Konduktor

10

Tourmalin

Na(Mg,Fe)Al6

3,0 – 3,2

Non magnetis

Non konduktor

Non magnetis

Konduktor

(BO3)(Si6)18(OH)14 11

Galena

PbS

7,5

12

Topaz

Al2SiO4(OH,F)2

3,4-3,6

(5)

Pada pemisahan menggunakan meja goyang, distribusi partikel dipengaruhi oleh sifat-sifat riffle, permukaan deck, water supply, perbedaan bentuk, ukuran partikel dan ada tidaknya material yang termasuk middling atau material interlog atau partikel dengan sebagian material berat dan (5) sebagian material ringan . Riffle (penghalang) merupakan perangkat dukung yang berfungsi untuk membentuk turbulensi dalam aliran sehingga partikel ringan diberi kesempatan berada diatas dan partikel berat relatif dibawah. Gaya yang bekerja pada meja goyang antara lain gaya dorong alir dan gaya gesek. Gaya dorong alir merupakan fungsi kecepatan relatif aliran air dan partikel Dalam prosesnya, partikel bergerak dengan kecepatan yang dipengaruhi oleh kedalaman air. Gaya Gesek terjadi antara partikel (4) dengan dasar deck (alas alat) . Berdasarkan pada ukuran besar butir material yang dipisahkan, meja goyang dapat dibedakan menjadi “sand table” dan “slime Buku II hal 132

table” . Perbedaan pada kedua alat ini terletak pada Jumlah dan Jarak antar Riffle. Jumlah riffle pada Sand Table sangat banyak sedangkan jumlah riffle pada Slime Table sedang. Jarak antar riffle sand Table antara ¼ hingga 1 ¼ inch sedangkan Slime Table lebih besar daripada Sand Table. Selain itu Sand Table, ada bagian deck yang tidak diberi riffle digunakan untuk slime sedangkan pada Slime Table, ada bagian deck yang tidak dipasang riffle. Kapasitas shaking table (meja goyang) tergantung pada jumlah air, jumlah Strore, sifat bijih, slope, meja dan ukuran feed. Macam Meja Goyang yang lain adalah Willey Table, Butcher Table, Card Tabel. Card Field Table, Plat of Table, dan Dister Diagonal Overslorm Table. Meja Goyang Willey Tabel terdiri dari deck berbentuk segi empat dan “Headmotion” sebagai penggeraknya. Ketinggian (5) riffle minimal ½ feed dan lebar ¼ feed . Meja Goyang Bucher Table mempunyai bentuk hampir sama dengan Willey, tapi memiliki watch plinger untuk mencuci. Posisis riffle terbagi menjadi zone

ISSN 1410 – 8178

Sajimo, dkk

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011

stratifikasi, cleaning zone dan dischange zone. Mekanisme kerjanya, material bergerak ke kiri dan air bergerak ke kanan, sehingga material ringan akan terbawa arus air sedang material berat akan berjalan terus. Meja Goyang Card Table yakni meja goyang dengan riffle dibuat dengan mengerat deck dengan bentuk segitiga dan headmotion. Meja goyang Dister Diagonal Overslorm Table yakni meja goyang dengan berbentuk Deck Rombahedral. Pemisahan antara konsentrat,

middling dan tailing tidak jelas / berdekatan sekali Meja Goyang Card Field Table yakni meja goyang dengan berbentuk Wafley Table yang ditutupi seluruhnya oleh riffle, sedangkan meja goyang Plat of Table meja goyang yang mempunyai ciri utama di atas deck ada tiga macam riffle dan terdapat tiga zona dari riffle yaitu zone Stratifikasi, (5) zone Intermediate Plan dan zone Lipper .

TATAKERJA Bahan Pasir zirkon berasal dari daerah pertambangan Kalimantan sebagai bahan baku Air digunakan sebagai media.

Peralatan Satu set meja goyang sebagai perangkat pemisahan Timbangan digunakan menimbang umpan (feed) maupun hasilnya. XRF digunakan untuk analisis umpan mapun hasil proses

Gambar 1. Satu set meja Goyang Langkah Kerja Meja goyang disiapkan dengan cara motor penggerak meja dan motor pengatur umpan dihidupkan. Air sebagai media dialirkan dan diatur kecepatannya pada 15 liter permenit. Ditimbang pasir zirkon seberat 50 kg dan dimasukkan ke dalam tangki pengumpan (feeder). Pasir dialirkan dan diatur kecepatannya pada 17 kg perjam. Hasil proses diambil dan dilakukan penimbangan dilanjutkan analisis menggunakan XRF.

Sajimo, dkk

HASIL DAN PEMBAHASAN Telah dilakukan peningkatan kadar untuk memperoleh konsentrat zirkon menggunakan perangkat meja goyang yang dilengkapi reffile dengan air sebagai media. Kosentrat zirkon sebagai salah satu mineral ikutan yang memiliki nilai ekonomis tinggi sehingga dapat dipasarkan secara komersial.

ISSN 1410 – 8178

Buku II hal 133

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011

Gambar 2. Proses pemisahan memakai meja goyang dengan media air Hasil pemisahan menggunakan meja goyang dan dianalisis mengunakan XRF disajikan pada tabel berikut. Tabel 1. Analisis hasil proses pemisahan menggunakan XRF (%) ZrO2

Ti O2

Si O2

Fe O2

Sn O2

Cr O2

Al2 O3

Nb O2

Mn O2

Head sample

54,1

5,4

21,1

2,4

0,6

0,5

0,4

0,1

0,1

Konsentrat

60,9

5,6

5,6

2,7

1,0

0,6

0,5

0,2

0,3

Medeling

40,3

13,1

6,6

3,5

1,2

0,7

1,2

0,3

0,2

Tailing

36,1

10,6

16,3

8,6

0,3

1,4

0,8

0,5

0,4

Pada Tabel 1. tampak bahwa kandungan zirkon dalam konsentrat (60,9 %) lebih besar dibanding dalam head sample atau pasir zirkon yang belum diproses (54,1 %) hal ini menunjukkan bahwa telah terjadi adanya pemisahan antar partikel. Selain itu, silikon (SiO2) dalam konsentrat (5,6%) lebih rendah dibanding pada middling (6,6%) maupun di tailing (16,3%), hal ini menunjukkan bahwa pengotor silikon yang terletak pada permukaan mineral zirkon dapat dipisahkan. Terpisahnya silikon karena massa jenis Si sangat rendah atau ringan yaitu 2,33 g/cm3 jauh lebih rendah dibandingkan dengan zirkon (6,51g/cm3) atau unsur lainnya (Ti, Fe, Sn, Cr, Al, V, Mn, Nb) sehingga mudah terdorong / terbawa lebih cepat dari partikel berat searah aliran. Keberadaan silikon dalam konsentrat yang masih banyak, diduga silikon ini melekat menjadi satu dengan zirkon membentuk zirkonat (ZrO2.SiO2). Pengotor Si ini diharapkan dapat dipisahkan pada tahap lanjutan (proses kimia) yakni pelindian menggunakan air.

Buku II hal 134

Pengotor pengotor seperti Ti, Fe, Sn, Cr, Al, V, Mn, Nb diharapkan dapat dipisahkan secara metode fisika lainnya misalnya sifat kemagnetannya dengan konsentrasi magnetic, perbedaan sifat kelistrikan digunakan konsentrasi elektrostatikdan perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi atau cara kimia lainnya. KESIMPULAN Pasir zirkon yang berasal dari hasil samping pertambangan emas masih banyak mengandung mineral ikutan yang perlu dipisahkan. Komposisi konsentrat berdasarkan analisis menggunakan XRF hasil pemisahan menggunakan meja goyang adalah ZrO2(60,9%), Ti O2(5,6%), Si O2(5,6%), Fe O2(2,7%), Sn O2(1,0%), Cr O2(0,6%), Al O2(0,5%), Nb O2(0,2%) dan Mn O2(0,3%). Konsentrat hasil pemisahan dengan meja goyang perlu ditingkatkan kemurniannya misalnya menggunakan magnetic separator berdasarkan sifat kemagnetannya atau perbedaan sifat permukaan partikel untuk proses flotasi.

ISSN 1410 – 8178

Sajimo, dkk

PROSIDING SEMINAR PENELITIAN DAN PENGELOLAAN PERANGKAT NUKLIR Pusat Teknologi Akselerator dan Proses Bahan Yogyakarta, 27 Juli 2011

DAFTAR PUSTAKA 1. SUDARTO, DYAH KALLISTA, DEDI HERMAWAN., Kajian Teknis Aspek Pengawasan Bahan Nuklir Dalam Pasir Zirkon., Prosiding Seminar Nasional Sains dan Teknologi – II, Universitas Lampung 17-18 November 2008. 2. FAHRIZAL ABUBAKAR., Pengelolaan Zirkon di PT Timah Tbk., Workshop Keselamatan dan Keamanan Pertambangan Zirkon Bagi Pekerja, Masyarakat dan Lingkungan., Yogyakarta, 24 Juni 2009. 3. NURHAKIM., Dasar-Dasar Pengolahan Bahan Galian., Teknik Kimia diakses tanggal 3 April 2011. 4. SUPRIYONO., Pemisahan dan Ekstraksi ZrHf dari Tailing Pencucian Timah Bangka., Pusat Penelitian dan Pengembangan Teknologi Mineral dan Batubara, 2006. 5. RIZKY., Peningkatan Kadar atau Konsentrasi., Materi kuliah pertambangan dan Geologi, diakses tanggal 02 Maret 2011. 6. YUSTINA, NOGUCHI., Application of Nuclear Technique in Industry & Environment (XRF Analysis and NAA)., Joint Training Course on Application of Nuclear Technique in Industry and Environment Available for the Safety of Nuclear Facility, June 29 - July 10, 2009.

Sajimo, dkk

TANYA JAWAB Triyono  Mohon penjelasan meja goyang yang digunakan untuk penelitian mengenai spesifikasinya Sajimo  Meja goyang (shaking table) merupakan perangkat pemisahan mineral berdasakan perbedaan sifat fisika yang dalam penelitian ini akan dipisahkan untuk mineral zirkon dengan lainnya. Misal Si dalam bentuk mineralnya. Karena mineral zirkon mempunyai BJ=±6 g/cm3 sedangkan Si dalam bentuk mineral kwarsa BJ=2-3 g/cm3. Sriyono  Spesifikasi konsentrat zirkon yang diperlukan untuk umpan proses peleburan pasir berapa % kandungan ZrO2 nya? Sajimo  Persyaratan yang digunakan konsentrat zirkon untuk dapat digunakan sebagai umpan dalam peleburan antara lain, kadar ZrO2 cukup tinggi ≥ 60%. Pengotor-pengotor pada permukaan mineral harus serendah mungkin agar hemat berapa pemurnian secara kimia.

ISSN 1410 – 8178

Buku II hal 135