STUDI KONSENTRASI BIJIH BESI LATERITIK KADAR RENDAH DENGAN METODE TABLING
TUGAS AKHIR
Dibuat untuk memenuhi syarat mendapatkan gelar Sarjana Teknik Metalurgi pada Program Studi Teknik Metalurgi Institut Teknologi Bandung
Oleh: ASNI RICHMAWATI 121 02 039
PROGRAM STUDI TEKNIK METALURGI FAKULTAS ILMU KEBUMIAN DAN TEKNOLOGI MINERAL INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG 2007
LEMBAR PENGESAHAN
STUDI KONSENTRASI BIJIH BESI LATERITIK KADAR RENDAH DENGAN METODE TABLING
TUGAS AKHIR
Bandung, 2 Juli 2007 Disetujui untuk Program Studi Teknik Metalurgi ITB Oleh :
Dr.Ir. Edy Sanwani, MT Pembimbing
ii
“ Hai orang-orang yang beriman, bersabarlah kamu dan kuatkanlah kesabaranmu dan tetaplah siap siaga (di perbatasan negerimu) dan bertakwalah kepada Allah supaya kamu beruntung” (Q.S. Ali Imran :200)
Kupersembahkan untuk : Bapak, Ibu, Kakak dan Adikku
iii
KATA PENGANTAR
Puji syukur penulis panjatkan ke hadirat Allah SWT atas berkah dan rahmat-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan Tugas akhir ini. Tugas akhir ini dilakukan di Laboratorium Pengolahan Bahan Galian dan laboratorium Analisis Bahan Galian Program Studi Teknik Metalurgi Institut Teknologi Bandung. Tugas akhir ini disusun untuk memperoleh hasil terbaik yang diharapkan. Namun penulis juga menyadari tugas akhir ini masih banyak kekurangan, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan kritik dan saran yang bersifat membangun.
Dengan selesainya tugas akhir ini penulis ingin menyampaikan terima kasih kepada semua pihak yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan maupun penyusunan tugas akhir ini hingga selesai, khususnya kepada : 1.
Bapak Dr. Ir. Eddy Agus Basuki,M.Sc, selaku Ketua Program Studi Teknik Metalurgi yang telah memberikan izin pelaksanaan tugas akhir ini.
2.
Bapak Prof. Dr. Ir. Arief Sudarsono,M.Sc selaku dosen wali angkatan 2002 atas segala bantuannya selama penulis melakukan studi di Program Studi Teknik Metalurgi ITB.
3.
Bapak Dr.Ir.Edy Sanwani,MT selaku dosen pembimbing, atas segala bimbingan, masukan, saran, bantuan, dan kesabaran yang diberikan selama penyusunan tugas akhir ini.
4.
Keluarga penulis yang selalu mendukung dan membimbing dalam doa sepanjang waktu penyusunan tugas akhir ini
5.
Bapak dan Ibu Staf Pengajar Program Studi Teknik Metalurgi yang telah memberikan segala ilmu dan pengetuhuannya serta bimbingannya selama penulis menuntut ilmu di kampus ini.
iv
6.
Seluruh staf TU Teknik Pertambangan dan Teknik Metalurgi, Pak Agus dan staf perpustakaan Metalurgi dan Pertambangan, Pak Nana, Pak Yopi dan Pak Acep atas semua bantuannya terlebih atas bantuannya saat analisis kimia, Pak Teddy dan staf laboratorium PBG atas segala dukungannya dalam tahap preparasi sampel.
7.
Teman-teman Teknik Pertambangan yang selalu memotivasi dan memberi dukungan moril, terutama angkatan 2002, terima kasih atas bantuan doa dan semangatnya.
8.
Teman-teman kos di Cisbar 19 dan Sukajadi yang banyak membantu dalam suka dan duka.
9.
Teman-teman semua yang tidak bisa disebutkan satu persatu, terimakasih atas doa dan dukungannya.
Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna. Oleh karena itu, kritik atau saran yang dapat meningkatkan kualitas penulisan laporan sangat penulis harapkan. Semoga laporan tugas akhir ini dapat bermanfaat.
Bandung, 2 Juli 2007
Penulis
v
Studi Konsentrasi Bijih Besi Lateritik Kadar Rendah Dari Daerah Tasikmalaya Dengan Metode Tabling
ABSTRAK Konsumsi baja yang meningkat di Indonesia mempengaruhi kinerja produktivitas industri baja nasional. Para produsen baja nasional mulai meninggalkan bahan baku bijih besi impor yang cenderung mahal karena sumber daya lokal yang didominasi oleh bijih besi lateritik memiliki potensi besar untuk ditingkatkan kualitasnya. Bijih besi lateritik memerlukan pendekatan teknologi yang tepat agar peningkatan kadar Fe cukup memenuhi kebutuhan pasar. Namun pengelolaan bijih besi golongan tersebut diupayakan dengan suatu proses yang cenderung mudah dan efisien. Salah satu upaya peningkatan kadar Fe dengan proses benefisiasi. Proses benefisiasi merupakan suatu proses peningkatan kadar Fe dengan menurunkan kandungan pengotor dalam bijih besi.
Pada penelitian ini dilakukan proses benefisiasi melalui proses konsentrasi gravitasi dengan metode tabling menggunakan meja goyang jenis wilfley table skala laboratorium.Variabel-variabel yang digunakan dalam percobaan ini yaitu kemiringan dek (meja), frekuensi stroke dan ukuran butiran partikel bijih. Kemiringan dek diatur pada sudut kemiringan dua, tiga dan empat derajat. Frekuensi stroke diatur pada 251-260 rpm, 261-270 rpm dan 271-280 rpm. Sementara bijih untuk percobaan diatur pada ukuran -48 +65 mesh, -65 +100 mesh, -100 +150 mesh dan -150 +200 mesh.
Dari hasil percobaan dan analisis yang dilakukan menunjukkan bahwa meja goyang mampu meningkatkan kadar bijih besi laterit sebesar 11,17 % dari 31,46 % sampai 42,63 % dengan perolehan konsentrat sebesar 57,86 % untuk fraksi ukuran -150 + 200 mesh pada kemiringan 4 derajat dan frekuensi stroke 261-270 rpm. Kondisi ini merupakan kondisi optimal dari proses tabling ini.
vi
Study of Concentration of Lateritic Iron Ore From Tasikmalaya Regency By Tabling By Asni Richmawati 12102039 Abstract A rapid increase of steel consumption in Indonesia has influenced productivity performance of national steel making industry. Many national steel producers have started to leave imported iron ore as raw material for the industry due to its rapid increase in price. Local resources which are dominated by lateritic iron ore have potency to be developed. Their qualities need to be increased in order to be able to be used as raw material for the steel industry. One of the ways in increasing the quality of lateritic iron ore is by beneficiation. It is a process in increasing Fe content in the iron ore by reducing gangue minerals associated in the ore. In this study, beneficiation of the lateritic iron ore was conducted through gravity concentration of tabling process. Wilfley table of laboratory scale was used in the experiment. Variables of tabling process applied in the experiment were slope of deck (longitudinal tilt), frequency of stroke, and particle size distribution of the ore. Slopes of the deck of two, three, and four degrees respectively were used whilst frequencies of stroke of 251 to 260 rpm, 261 to 270 rpm, and 271 to 280 were applied. For particle size distributions of the ore, they were -48 +65 mesh, -65 +100 mesh, -100 +150 mesh, and -150 +200 mesh. From the results of the experiments and the analyses performed in this study, it was shown that the tabling process was able to increase Fe content in the lateritic iron ore used in this study by 11.17% i.e. from Fe content of 31.46% to 42.63% with a process recovery of 57.86%. This result was reached for particle size distribution of -150 +200 mesh, slope of the deck of 4 degree, and frequency of stroke of 261 to 270 rpm. Other results showed lower Fe content in concentrate but with higher recovery.
vii
DAFTAR ISI
Halaman HALAMAN JUDUL ..........................................................................................
i
LEMBAR PENGESAHAN ................................................................................
ii
KATA PENGANTAR ........................................................................................ iv ABSTRAK .......................................................................................................... vi ABSTRACT........................................................................................................ vii DAFTAR ISI....................................................................................................... viii DAFTAR TABEL............................................................................................... xi DAFTAR GAMBAR .......................................................................................... xii DAFTAR LAMPIRAN....................................................................................... xv
BAB I
II
PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang .................................................................................
1
1.2 Tujuan ..............................................................................................
3
1.3 Batasan Permasalahan......................................................................
3
1.4 Metodologi Penelitian ......................................................................
3
1.4.1 Studi Literatur ........................................................................
6
1.4.2 Preparasi Bijih........................................................................
6
1.4.3 Analisis Mineragrafi ..............................................................
6
1.4.4 Percobaan ...............................................................................
6
1.4.5 Analisis Kimia .......................................................................
7
1.5 Sistematika Penulisan ......................................................................
7
TEORI DASAR 2.1 Bijih Besi .........................................................................................
8
2.2 Proses Pengolahan Mineral.............................................................. 13 2.2.1 Kominusi................................................................................ 14 viii
BAB
Halaman 2.2.1.1 Proses Peremukan (crushing) .................................. 14 2.2.1.2 Proses Penggerusan(grinding) ................................. 15 2.2.2 Pengayakan (screening) ........................................................ 18 2.2.3 Konsentrasi ........................................................................... 19 2.2.3.1 Konsentrasi Gravitasi............................................... 20 2.2.3.2 Konsentrasi Gravitasi Metode Tabling .................... 21
III
PERCOBAAN DAN HASIL PERCOBAAN 3.1 Percobaan ......................................................................................... 43 3.1.1 Alat dan Bahan ...................................................................... 43 3.1.2 Tahapan Percobaan ............................................................... 44 3.1.2.1 Preparasi................................................................... 44 3.1.2.2 Prosedur Percobaan.................................................. 46 3.1.2.3 Analisis Mineragrafi dan Analisis Kimia ................ 52 3.2 Data Hasil Percobaan ....................................................................... 54 3.2.1 Data Analisis Mineragrafi...................................................... 55 3.2.2 Data Kriteria Konsentrasi ...................................................... 56 3.2.3 Data Analisis Kimia ............................................................... 56 3.2.4 Data Kadar Fe Total pada Konsentrat dan Umpan ................ 57
IV
PEMBAHASAN 4.1 Analisis Mineragrafi ........................................................................ 58 4.2 Analisis Kriteria Konsentrasi ........................................................... 61 4.3 Analisis Variabel Operasi ................................................................ 62 4.3.1 Pengaruh Kemiringan Dek..................................................... 62 4.3.2 Pengaruh Frekuensi Stroke .................................................... 69 4.3.3 Pengaruh Ukuran Partikel ....................................................... 75 4.3.4 Penentuan Variabel Operasi Pemisahan Optimal .................. 83
ix
BAB V
Halaman KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ...................................................................................... 86 5.2 Saran ................................................................................................ 87
DAFTAR PUSTAKA........................................................................................ 88 LAMPIRAN....................................................................................................... 90
x
DAFTAR TABEL
Tabel
Halaman
2.1 Konversi Ukuran Ayakan mesh – µm ........................................................ 19 2.2 Penggolongan Pemisahan Mineral Berdasarkan Kriteria Konsentrasi (KK).......................................................................... 29 3.1 Peralatan dan Bahan Percobaan ................................................................. 43 3.2 Komposisi Mineral dan Mineraloid Sampel Bijih Tiap Fraksi Ukuran..... 55 3.3 Derajat Liberasi Sampel Bijih Tiap Fraksi Ukuran ................................... 55 3.4 Berat Jenis dan Nilai KK dari Mineral dan Mineraloid ............................. 56 3.5 Data Analisis Kimia Umpan Bijih Besi ..................................................... 56 3.6 Data Kadar Fe Total pada Konsentrat dan Umpan .................................... 57 4.1 Data Peningkatan Kadar Fe Untuk Berbagai Variabel Operasi dan Ukuran Partikel ................................................................................... 84
xi
DAFTAR GAMBAR
Gambar
Halaman
1.1 Diagram Alir Metodologi Penelitian..........................................................
5
2.1 Goetit..........................................................................................................
8
2.2 Limonit.......................................................................................................
9
2.3 Hematit....................................................................................................... 10 2.4 Magnetit ..................................................................................................... 11 2.5 Ilmenit ........................................................................................................ 12 2.6 Jaw Crusher ............................................................................................... 15 2.7 Roll crusher................................................................................................ 15 2.8 Ball mill...................................................................................................... 16 2.9 Bola Keramik ............................................................................................. 16 2.10 Impact atau Compression........................................................................... 17 2.11 Chipping..................................................................................................... 17 2.12 Abrasi......................................................................................................... 17 2.13 Seri Ayakan (Sieve Series)......................................................................... 19 2.14 Head Motion dari Wilfley Table................................................................ 22 2.15 Head Motion dengan Pengatur Stroke ....................................................... 23 2.16 Komponen-komponen Wilfley Table ......................................................... 24 2.17 Tipe Riffle Pada Wilfley Table ................................................................... 25 2.18 Peran Riffle dalam Proses Pemisahan ........................................................ 31 2.19 Gerak Jatuh Bebas Partikel dalam Fluida .................................................. 32 2.20 Akhir Pergerakan Partikel Pada Shaking Table ......................................... 33 2.21 Klasifikasi Pemisahan Mineral Berdasarkan Ukuran Partikel................... 35 2.22 Hubungan Ukuran Butiran Partikel dengan Perolehan Untuk Mineral-mineral Tertentu................................................................ 36 2.23 WilfleyTtable .............................................................................................. 39 2.24 Butchart Table ........................................................................................... 40 2.25 Riffle Pada Card Table............................................................................... 40 xii
Gambar
Halaman
2.26 Head motion Pada Card Table................................................................... 41 2.27 Deister-overstorm Table ............................................................................ 42 2.28 Plat-o Table ............................................................................................... 42 3.1 Alat Riffling ............................................................................................... 46 3.2 Neraca Untuk Menghitung Berat Sampel Bijih Besi ................................. 46 3.3 Produk Konsentrasi Tabling ...................................................................... 48 3.4 Tampak Depan Oven Pemanas Dengan Bahan Bakar Gas........................ 48 3.5 Bagian Dalam Oven Pemanas Dengan Bahan Bakar Gas ......................... 49 3.6 Meja Goyang Tipe Wilfley Table Yang Digunakan Dalam Percobaan Bijih Besi ...................................................................... 49 3.7 Meja Goyang Tipe WilfleyTable dengan Proses Air Pencuci yang Disirkulasi ..................................................................... 50 3.8 Diagram Alir Percobaan ............................................................................ 51 4.1 Foto Mikrograf Sampel Bijih Besi Untuk Fraksi Ukuran -65+100 mesh..................................................................... 59 4.2 Foto Mikrograf Sampel Bijih Besi Untuk Fraksi Ukuran –100+150 mesh .................................................................. 59 4.3 Foto Mikrograf Sampel Bijih Besi Untuk Fraksi Ukuran –150+200 mesh .................................................................. 59 4.4 Foto Mikrograf Sampel Bijih Besi Untuk Fraksi Ukuran –200 +325 mesh ................................................................ 60 4.5 Grafik Pengaruh Sudut Kemiringan Dek Terhadap Kadar Fe ................... 65 4.6 Grafik Pengaruh Sudut Kemiringan Dek Terhadap Perolehan Konsentrat ................................................................................. 67 4.7 Grafik Pengaruh Sudut Kemiringan Dek Terhadap Kadar Fe dan Perolehan Konsentrat ................................................................................. 68 4.8 Grafik Pengaruh Frekuensi Stroke Terhadap Kadar Fe ............................. 71 4.9 Grafik Pengaruh Frekuensi Stroke Terhadap Perolehan Konsentrat ......... 73 4.10 Grafik Pengaruh Frekuensi Stroke Terhadap Kadar Fe dan Perolehan Konsentrat ................................................................................. 74 4.11 Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Partikel Terhadap Kadar Fe Untuk Berbagai Kemiringan Dek .............................................................. 76
xiii
Gambar
Halaman
4.12 Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Partikel Terhadap Perolehan Untuk Berbagai Kemiringan Dek .............................................................. 78 4.13 Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Partikel Terhadap Kadar Fe Untuk Berbagai Frekuensi Stroke .............................................................. 80 4.14 Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Partikel Terhadap Perolehan Untuk Berbagai Frekuensi Stroke .............................................................. 82 4.15 Grafik Pengaruh Ukuran Butiran Partikel Terhadap Kadar Fe dan Perolehan Konsentrat ................................................................................. 83 D.1 Proses Pengukuran Kemiringan Menggunakan Busur Derajat.................. 94 E.1 Pola Gelombang Stroke ............................................................................. 96 F.1
Meja Goyang Yang Digunakan Dalam Penelitian..................................... 97
xiv
DAFTAR LAMPIRAN
Lampiran
Halaman
A. Data Volume Penitrasi Pada Umpan dan Konsentrat .................................. 90 B. Perhitungan Kadar Fe ................................................................................... 91 C. Perhitungan Perolehan Konsentrat ............................................................... 92 D. Pengukuran Kemiringan Dek Pada Meja Goyang ....................................... 93 E. Penentuan Frekuensi Stroke Pada Meja Goyang........................................... 95 F. Karakteristik Wilfley Table ............................................................................ 97
xv
