Magnetic Separation

BAB I PENDAHULUAN

1.1 Latar Belakang

Pengolahan Bahan Galian merupakan metode yang dilakukan untuk meningkatkan mutu dan kual kualitas itas bahan galian Pros Proses es pemi pemisahan sahan mineral secara magnetis magnetis masih tetap digunakan saat ini . Metode ini bekerja berdasarkan sifat magnetis dari suatu bijih dari mineral itu sendiri 1.2 Tujuan

1. Menjelaskan prinsip dasar pemisahan mineral secara magnetis 2. Menjelaskan tipe-tipe peralatan yang digunakan dalam proses magnetic separation 3. Menjelaskan kelemahan dan kelebihan tiap jenis-jenis peralatan. . Menentukan jenis peralatan yang cocok untuk mineral tertentu.

1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Magnetic Searati!n

Magnetic separation adalah proses di mana bahan magnetis rentan diekstraksi dari campuran menggunakan gaya magnet. !eknik Pemisahan ini dapat digunakan dalam  pertambangan besi karna ada gaya tarik pada magnet. Magnetic separation digunakan dalam mineral processing. "lat yg digunakan disebut Magnetic #eparator sebuah $etherill itu %diciptakan oleh &ohn 'arga $etherill( 1)-1*+,. ara ini dipakai karena di alam ada material yang bila diletakkan di medan magnet material tersebut akan tertarik %magnetik  mineral dan ada pula yang tidak tertarik oleh magnet %non-magnetik mineral. #yarat terjadinya pemisahan adalah adanya medan magnet yang ditimbulkan oleh magnet permanen atau electromagnet. Bila fluks density pada medan magnet sama maka disebut medan magnet homogen. /an jika fluks density pada medan magnet tidak sama disebut medan magnet non homogen. "pabila suatu benda diletakkan dalam medan magnet( induksi magnet pada obyek  adalah0

B = H + μ

/imana B  induksi magnet pada obyek '  medan induksi yang disebabkan oleh medan magnet   intensitas kekuatan magnet dari material objek.

Pemisahan magnetik mengambil keuntungan dari perbedaan dalam sifat magnetik  dari mineral. Mineral yang menpunyai salah satu dari tiga sifat magnetik 0 feromagnetik (

2

 paramagnetik dan diamagnetik. Mineral feromagnetik itu sendiri magnetik % yaitu ( magnetit dan pirhotit  dan dapat dengan mudah dipisahkan dari mineral lainnya dengan magnet karena mereka akan menempel pada kutub magnet . Mineral ini dapat dipisahkan dengan membungkus kutub magnet di kertas ( meleati magnet atas campuran mineral. Mineral ferromagnetic akan menempel pada magnet dan dapat dengan mudah dipisahkan dengan menghapus kertas menutupi magnet. Mineral paramagnetik dan diamagnetik tidak magnetik( tetapi mereka berbeda dalam cara mereka berinteraksi dengan medan magnet . Mineral  paramagnetik yang lemah tertarik ke dalam medan magnet dan mineral diamagnetik yang lemah ditolak oleh medan magnet . &adi( jika campuran mineral paramagnetik dan diamagnetik dileatkan melalui medan magnet ( mereka akan ditarik ke bidang % paramagnetik  atau ditolak dari lapangan % diamagnetik  dan dapat dipisahkan . #elain itu ( mineral paramagnetik dengan derajat yang berbeda paramagnetisme dapat dipisahkan satu sama lain dengan cara yang sama . Perangkat yang digunakan untuk mineral terpisah  berdasarkan sifat magnetik disebut 4rant5 6sodynamic Magnetic #eparator . Pemisah magnetik terdiri dari elektromagnet besar di mana campuran mineral dapat diteruskan palung logam yang terbagi mendekati akhir keluarnya . Mem7ariasikan kekuatan medan magnet dan 8 atau kemiringan palung pemisahan digunakan untuk mineral terpisah. #emua bentuk pemisahan mineral mengalami suatu kesulitan . !idak memungkin untuk sepenuhnya menghilangkan tailing . Misalnya( jika memisahkan hornblende dari granit untuk analisis 9r ( potensi kontaminasi oleh inklusi 5irkon di hornblende mungkin menjadi masalah besar . #ebuah kristal hornblende khas mungkin memiliki kandungan 9r dari :+ ppm . #ebuah kristal 5irkon % 9r#i;  memiliki sekitar :++.+++ ppm 9r . &adi( jika hornblende terpisah terkandung hanya +(+1 < 9r ( hornblende akan berkontribusi ***(: unit 9r dan  pengotor 5irkon akan memberikan kontribusi :.+++ unit 9r . =onsentrasi yang dihasilkan "nda akan mengukur akan menjadi 1++ ppm ( yang dua kali hasil yang benar . 6ni adalah masalah besar yang tidak bisa dihilangkan ketika pemisahan mineral yang terlibat dalam analisis . Magnetic separation proses konsentrasi yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan %magnetic susceptibility yang dimiliki mineral. #ifat kemagnetan bahan galian ada 3 %tiga macam( yaitu 0 1.  Ferromagnetic( yaitu bahan galian %mineral yang sangat kuat untuk ditarik oleh medan magnet. Misalnya magnetit %4e 3 ;. 2.  Paramagnetic( yaitu bahan galian yang dapat tertarik oleh medan magnet. ontohnya hematit %4e 2 ;3( ilmenit %#e !i ; 3 dan pyrhotit %4e #. 3.  Diamagnetic( yaitu bahan galian yang tak tertarik oleh medan magnet. Misalnya 0 karsa %#i ;2 dan feldspar >%?a( =( "l #i 3 ;)@.

/iamagnetik adalah salah satu sifat dari semua material. #ifat ini disebabkan oleh medan magnet luar dan gerakan elektron dalam mengorbit inti. =arena elektronelektron membaa muatan( mereka akan melakukan gaya Aoren5 pada saat bergerak  meleati medan magnet. ontoh kasus mengenai ini adalah ketika elektron bergerak searah  jarum jam dengan sebuah orbit ling- karan yang berpusat pada origin dan terletak di bidang

3

y dengan sebuah medan magnet luar yang diberikan pada arah C. Dntuk E orbit % F +( gaya Aoren5 akan sejajar dengan sumbu 5(dan untuk setengah yang lain ia akan sejajar  dengan sumbu C5. #ebuah torsi kemudian akan timbul sejajar dengan sumbu y menye babkanorbit mempresisikan dirinya sepanjang arah medan. 'al ini disebut dengan  Larmour   Precision yang akan menimbul- kan sebuah momen magnetik di arah yang berlaanan dengan medan magnet yang diberikan. Pada bahan diamagne- tik( efek ini sangat kecil sehingga ham- pir dapat diabaikan. Besarnya sekitar 1++ kali lebih kecil dari bahan paramagnetik dan 1.+++ kali lebih kecil dari feromagnetik. Huart5 dan air % water  me- rupakan contoh dari bahan diamagnetik. #ifat diamagnetik tak tergantung dari temperatur( sedangkan sifat  paramag- netik dan feromagnetik berkurang se- cara drastis jika bahan yang mengan- dung sifat tersebut dipanaskan

/alam konteks kemagnetan( bahan paramagnetik lebih penting disbanding- kan dengan diamagnetik. 'al ini mun- cul dari gambaran baha elektron se-olah-olah berputar  %berspin di sekitar sumbunya sambil mengorbit inti atom. 'al ini menimbulkan sebuah spin mag- netik sebagai tambahan dari momen orbital magnetiknya. Momen magnetik total pada sebuah atom diberikan oleh penjumlahan 7ektor dari momen-mo- men elektroniknya. &ika momen mag- netik( spin dan orbital pada sebuah atom saling menghilangkan( maka atom tersebut mempunyai momen magnetik se- besar +. 6nilah yang disebut sifat dia- magnetik. &ika  penghilangannya hanya sebagian( maka atom akan mempunyai momen magnetik permanen. 6nilah yang disebut dengan paramagnetik. ontoh dari bahan paramagnetik adalah biotite,  pyrite, dan siderite.

4eromagnetik lebih kuat disbanding- kan dengan diamagnetik dan paramag- netik. #ecara khusus( berhubungan de- ngan unsur besi( nikel( dan cobalt dan jugamineralmineral besi oksida. =arena adanya subkulit 3d yang tidak terisi(atom-atom besi akan menghasilkan se- buah momen magnetik pada  mag- neton Bohr %  B . Pada kisi kristal mate- rial feromagnetik( atom-atom yang ber- dekatan saling mendekati bersama se- cara tepat sehingga beberapa orbit-orbitelektronnya akan o7erlapping dan terja- dilah sebuah interaksi yang kuat.4enomena ini disebut dengan ex- change couping yang maksudnya adalah selain terarah secara acak( momen- momen magnetik dari sebuah atom di dalam kisi terarahkan dan memberikan sebuah magnetisasi yang kuat. Peng- aturan ini biasanya digambarkan de- ngan kumpulan panah-panah dengan panjang yang sama dan sejajar  Pada "ntiferomagnetik( momen- momen magnetik pada atom seluruhnya mempunyai kekuatan yang sama( tetapiatom-atom tetangganya mempunyai arah momen yang  berkebalikan. Meski- pun memiliki exchange couping yang kuat( material jenis ini memiliki mag- netisasi total sebesar nol. Pada beberapa kasus( sebuah magnetisasi lemah dapat muncul dari cacat kisi dan vacancies atau dari situasi di mana momen-momenatomiknya sedikit

4

miring."da hal penting dimana exchange coupling beraksi( yaitu dengan memberi- kan fenomena fermagnetik. /i sini( kisi- kisi kristal terdiri dari 2 jenis tempat dengan kationkation pada keadaan koordinasi yang berbeda. Peristia ini digambarkan dengan 2 tipe  panah( yang satu lebih panjang dari yang lain. #e- bagaimana pada bahan antiferomag- netik( 2 setnya berlaanan tetapi magnetisasi yang kuat dapat secara jelas muncul jika 2 tipenya tidak sama.

Gambar 2.1 a 4eromagnetik( b "ntiferomagnetik( c 4erimagneti

Pemisahan magnetik merupakan pemisahan secara fisik dari partikel yang berbeda  berdasarkan tiga gaya yang bekerja saling berlaanan. !anpa adanya ketiga gaya ini mineral tidak akan terpisah( gaya tersebut antara lain( sebagai berikut 0 1. Gaya magnet atau medan magnet yang ditimbulkan oleh alat magnetic separator. 2. Gaya gra7itasi( sentrifugal dan gaya gesek hidrodinamik. 3. Gaya tarik atau tolak antar partikel. Gaya-gaya diatas( yaitu gaya magnet( competing force dan ga ya tarik atau tolak antar   partikel( akan menentukan terjadinya pemisahan. Gaya tersebut tergantung pada sifat umpan dan karakter separator. #ifat umpan yang dimaksud antara lain distribusi ukuran( magnetic susceptibility( serta sifat fisik dan kimia lainnya yang dapat mempengaruhi gaya-gaya yang  bekerja.

ontoh Pengolahan Bahan Galian dengan M agnetic #eparator   ?o

Bahan Galian

Mineral 4eromagnetic

Mineral Paramagnetic

5

1

Pasir Besi

2

!embaga

3

#eng

Magnetit dan ilmenit

4ranklinite

'ematit( siderite dan limonit =alkopirit -

!abel 2.1 ontoh Bijih

2.2 Magnetic Searat!r

Magnetic separator merupakan peralatan yang digunakan untuk memisahkan Mineral-mineral magnetik %4erromagnetic dengan Mineral-mineral non-magnetik  %/iamagnetic. "lat ini terdiri dari pulley yang dilapisi dengan magnet baik berupa magnet alami maupun magnet yang berada disekitar arus listrik. "lat pemisah fase padat  padat ini memiliki prinsip kerja yaitu dengan meleatkan suatu material campuran %padatan nonlogam dan padatan logam pada suatu bagian dari magnetic separator yang diberi medan magnetik( maka padatan logam akan menempel %tertarik pada medan magnetik oleh karena adanya garis-garis medan magnetik sehingga padatan logam akan terpisah dari campurannya. /engan Meleatkan #uatu Material 4eed Pada #uatu Bagian Pada Magnetic #eparator Iang /iberi Medan Magnetik( Maka Padatan Aogam "kan Menempel %!ertarik #ehingga Padatan Aogam "kan !erpisah /ari ampurannya.

Gambar 2.2 Prinsip kerja magnmetic separator 

Prinsip kerjanya adalah bila sekumpulan mineral %non-magnetik dan magnetik dileatkan dalam suatu medan magnet( maka mineral-mineral yang bersifat magnetik akan

6

tertarik sedangkan yang non-magnetik tidak tertarik( sehingga pemisahan dapat dilakukan. Dmpan dimasukkan satu kesatuan dan jatuh masuk ke dalam drum yang bergerak. /rum  berputar disekitar magnet. /i baah drum terdapat tiga adah untuk menyeleksi sifat magnet mineral. Mineral non magnetik akan jatuh cepat meninggalkan drum dan masuk ke adah khusus non magnetik. /an mineral yang memiliki sifat magnet yang sangat kuat akan terus mengikuti gerak drum dan akan menarik magnet serta jatuh masuk ke adah khusus mineral yang bersifat magnet. Begitu pula mineral yang middlings akan masuk ke adahnya. #elain medan magnet( gaya gra7itasi juga sangat berpengaruh dalam proses. /engan cara mengatur intensitas medan magnet dari satu ujung ke ujung yang lain maka pemisahan mineral dari non magnetik sampai yang bersifat sangat magnetik dapat dilakukan.

Pemisahan secara fisik untuk partikel dengan perbedaan permeability dan susceptbility berdasarkan 3 cara( yaitu kekuatan tarikan magnet%tracti7e magnetic forces( gra7itasi( friksi dan inertial. 4eed ke magnetik separator terpecah menjadi dua atau lebih komponen. &ika separator digunakan untuk memproduksi magnet konsentrat dapat digunakan paramagnetik atau diamagnetik. #etiap produk harus ditransportasikan meleati ke dalam sepanjang magnet.Pemisahan menggunakan magnet bergantung pada besarnya daya magnet dari bahan yang akan dipisahkan. Jffesiensi dari pemisahan menggunakan magnet dapt dilihat dengan adanya reco7ery dan tingkat magnetic concentrat #eparator magnetic basah biasanya digunakan untuk bijih lebih halus dari 1K3 in. %+(3 cm. #eparator ini dapat berjenis sabuk atau yang paling umum jenis drum-putar. #eparator   jenis drum terdiri dari satu atau lebih drum berputar yang elemen magnet bagian dalamnya tidak berputar mempunyai kekuatan 3-L pole. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet permanen. #etelah umpan memasuki peralatan sebagai lumpur( bahan bersifat magnet ditarik ke bagian kutub dan dibaa ke titik pelepasan pada permukaan drum. Banyak   jenis kotak8drum dirancang yang digunakan. &enis aliran searah paling sering digunakan bijih halus untuk mendapatkan endapan bersih. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet permanen. pole. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet permanen. #etelah umpan memasuki peralatan sebagai lumpur( bahan bersifat magnet ditarik ke bagian kutub dan dibaa ke titik pelepasan pada permukaan drum. Banyak jenis kotak8drum dirancang yang digunakan. &enis aliran searah paling sering digunakan bijih halus untuk  mendapatkan endapan bersih. Magnet tersebut dapat berupa electromagnet atau magnet  permanen. pole. /ahulu hanya jenis electromagnet yang sering digunakan( tertapi sekarang digunakan terutama jika diinginkan kuat medan yang sangat tinggi atau jika diinginkan kuat medan dapat diubah-ubah. #ekarang magnet permanen umum digunakan sejak bahan-bahan modern memungkinkan menahan kuat medan yang tinggi secara tetap. =ebanyakan magnet  permanen adalah jenis alniko tetapi jenis keramik mengandung Barium 4errit akan makin sering digunakan. /ahulu hanya jenis electromagnet yang sering digunakan( tertapi sekarang digunakan terutama jika diinginkan kuat medan yang sangat tinggi atau jika diinginkan kuat medan dapat diubah-ubah. #ekarang magnet permanen umum digunakan sejak bahan-bahan modern memungkinkan menahan kuat medan yang tinggi secara tetap. =ebanyakan magnet

7

 permanen adalah jenis alniko tetapi jenis keramik mengandung Barium 4errit akan makin sering digunakan. Medan magnet yang diperlukan dapat dihasilkan dari magnet tetap ataupun dari magnet yang umumnya lebih banyak dipakai. Magnetic #eparator dapat dikategorikan menjadi lo intensity dan high intensity Magnetic #eparator. 1. Ao intensity magnetic separator  &enis Ao 6ntensity Magnetic #eparator biasanya digunakan mineral yang bersifat 4erromagnetic. !erdiri dari tiga tipe-model atau jenis a !ipe oncurrent !ipe countercurrent digunakan untuk bijih yang berukuran kurang dari satu millimeter dengan ukuran halus. =elebihan 0 • • •

/aya magnet digunakan rendah #emua mineral bersentuhan dengan drum !idak terjadi terendapkan 8 stratifikasi

=ekurangan 0 • •

Mineral gangue dapat masuk dalam konsentrat &ika dorongan fluida rendah maka akan ada mineral yang tertinggal pada dasar dalam tangki( sedang jika terlalu besar maka mineral halus akan masuk  ke dalam tailing

Gambar 2.3 !ipe oncurrent  b !ipe ountercurrent !ipe countercurrent digunakan untuk bijih yang berukuran kurang dari satu millimeter dengan ukuran halus. =elebihan 0

8

/aya magnet digunakan rendah #emua mineral bersentuhan dengan drum • !idak terjadi terendapkan 8 stratifikasi • =ekurangan 0 Mineral gangue dapat masuk dalam konsentrat • &ika dorongan fluida rendah maka akan ada mineral yang tertinggal pada • dasar dalam tangki( sedang jika terlalu besar maka mineral halus akan masuk  ke dalam tailing •

Gambar 2. !ipe ountercurrent

c !ipe ounter-rotation !ipe counter-rotation digunakan untuk pemisahan bijih yang berukuran kurang dari ) mm( dengan ukuran halus. =euntungan 0 /aya magnet rendah =ekurangan 0 &ika aliran fluida cukup besar( maka mineral gangue yang terperangkap di antara mineral magnetic akan langsung masuk dalam aliran konsentrat.

9

Gambar 2.: !ipe ounter-otation Penggunaan Ao 6ntensity Magnetic #eparation  ?o

=lasifikasi Dkuran

Dkuran Butir 4eed

1

oarse

N ) mm

2

Medium oarse

N 2 mm

3

4ine oarse

N 1 mm



4ine

N +(1 mm

!ype Magnetic #eparator  oncurrent atau ounter-otation ounter-otation atau ounter-urrent ounter-otation atau ounter-urrent ounter-urrent

!abel 2.1 PenggunaanAo 6ntensity Magnetic #eparator 

2. 'igh 6ntensity Magnetic #eparator  #eparator ini digunakan untuk mengambil mineral-mineral yang memiliki kemagnetan rendah( atau mineral paramagnetic.  =elebihan 0 • •

/apat meningkatkan kadar mineral /apat dipergunakan untuk mineral yang bersifat paramagnetik 

=elemahan 0 • •

'arganya mahal Memerlukan daya magnet yang besar 

10

11

BAB III PENUTUP

".1 Ke#i$ulan

1. Magnetic #eparation adalah pemisahan partikel mineral berdasarkan tingkah laku mineral terhadap medan magnet dan sifat kemagnetan dari partikel itu sendiri. 2. Magnetic separator merupakan peralatan yang digunakan untuk memisahkan Mineral-mineral magnetik dengan Mineral non-magnetik  3. 4aktor dalam pemilihan alat meliputi sifat kemagnetan( kekuatan medan magnet( ukuran butir dan diameter drum . !erdapat 2 jenis Magnetic #eparator  a. Ao 6ntensity Magnetic #eparator  /igunakan untuk mineral yang bersifat 4erromagnetic  b. 'igh 6ntensity Magnetic #eparator  /igunakan untuk mineral yang bersifat Paramagnetic

12

DA%TA& PUSTAKA

=elly( J.G O #pottiood( /.&.( 1*)2.( “ntroduction to !ineral Processing" .( &ohn $iley O #ons( ?e Iork. Priyor( J.&( 1*,:.( “!ineral Processing"., Jlse7ier( "msterdam

13