Tahapan Pengolahan bijih besi Taconite (Magnetit) di U.S. Steel Minntac
1. Run of mine
Bijih magnetit taconit diledakkan terlebih dulu. Fragmentasi yang dimiliki harus baik agar biaya proses hilir bisa dikurangi.
2. Crushing.
Crushing adalah suatu proses yang bertujuan untuk meliberalisasi mineral yang diinginkan agar terpisah dengan mineral pengotor yang lain. Tahapan crushing bijih besi dilakukan dengan tiga tahap, yaitu primery crushing, secondary crushing, dan tertiary crushing. Hali ini disebabkan oleh bijih magnetit taconite memiliki kekerasan tinggi. Alat-alat yang digunakan adalah
a. Gyratory Crusher
Tahap primery crushing menggunakan gyratory crusher dan mampu mereduksi ukuran hingga -305 mm. Mesin ini memiliki rahang bundar (circular jaw).Sebuah crushing head yang berbentuk kerucut berputar di dalam sebuah funnel shaped casing yang membuka ke atas.Crushing head tersebut berfungsi memcahkan umpan yang masuk. Alat ini mempunyai kapasitas yang lebih besar dibandingkan dengan jaw crusher.Gerakan alat ini adalah kontinu karena crushing head dari alat ini bergerak dan bergoyang.Alat ini tidak sesuai dengan material yang lengket seperti lempung karena kurang menguntungkan disebabkan biaya lebih besar dibandingkan dengan jaw. Faktor yang mempengaruhi Grygatory Crusher :
Ø Ukuran butir
Ø Kandungan air dari feed
Ø Kecepatan putaran
Ø Gape
Gambar Sketsa Gyratory Crusher.
b. Cone Crusher
Tahapan Secondary dan tertiary crushing menggunakan cone crusher (Gambar 2)dengan produk akhir -18 mm (1/4 inc.). Recovery dari proses crushing iron ore adalah 90%.
3. Sizing
Setiap akhir dari tahapan crushing dan grinding pasti diakhiri dengan sizing, yaitu penyeragaman ukuran dengan mengunakan screening. Produk dari proses pengayakan/penyaringan ada 2 (dua), yaitu:
a. Ukuran lebih besar daripada ukuran lubang-lubang ayakan (oversize).
b. Ukuran yang lebih kecil daripada ukuran lubang-lubang ayakan (undersize).
Produk oversize akan diproses lagi ke alat crushing sebelumnya, sedangkan produk undersize akan masuk ke proses selanjutnya.
4. Rod mill
Media grinding ini alat ini berupa batang-batang besi/baja yang panjangnya sama dengan panjang mill. Cara kerjanya dengan diputar.sehingga batang baja terangkat lalu jatuh dan menjatuhi material yang ada dalam rod mill sehingga hancur. Hasil dari rod mill akan masuk ke Cobber magnetic separator. Ukuran produk dri rod mill adalah 90% berukuran -3 mm (-1/8 inc.).
5. Cobber Magnetic Separator
Alat ini berkerja berdasarkan perbedaan sifat kemagnetan dengan ukuran feed maksimal 3 mesh. Pada ukuran ini, 25-45% bijih dikeluarkan sebagai tailing. Drum dengan ukuran 4 ft memiliki kapasitas 10 ton per jam. Hasil dari alat ini berupa konsentrat dan tailing. Konsentrat akan masuk ke proses ball mill, sedangkan tailingnya akan ke classifier sehingga didapatkan dua produk tailing, yaitu coarse dan fine tailing.
Gambar Sketsa Cobber Magnetic Separaor
6. Ball Mil.
Konsentrat dari cobber magnetic separator akan masuk ke ball mill. Ball Mill merupakan sebuah silinder horizontal dengan diameter sama dengan panjangnya yang dilapisi dengan suatu plat.Alat ini memiliki suatu silinder yang terisi dengan bola baja. Cara kerjanya yaitu dengan diputar sehingga material yang dimasukkan hancur oleh bola-bola baja.Biasanya diameter ball mill sama dengan panjang ball mill. Pada U.S. Steel Minntac, ball mil digunakan dua kali yaitu setelah proses screening tertiary dan proses roughing magnetic separator. Ukran produk primery ball mill adalah -420 m (-35 mesh).
Gambar Ball Mill
7. Hydrocyclone
Material dari ball mill akan masuk ke hydrocyclone. Hydrocyclone adalah suatu alat pengklasifikasi (Classifier) jika feed dalan bentuk slurry. Tujuan dari classifier adalah memisahkan antara material kasar dan halus. Material kasar akan keluar melalui lubang bawah dan akan masuk kembali ke ball mill. Hydrocyclone digunakan dua kali yaitu setiap setelah proses ball mill. Cara kerjanya sebagai berikut:
a. Adanya gerakan spiral yang mengarah ke atas di bagian tengah dan gerakan spiral mengarah ke bawah di bagian dinding hydrocyclone memungkinkan terbentuknya tempat-tempat di mana kecepatan vertikal sama dengan nol diantara kedua pola aliran ini.
b. Setiap partikel yang ada dalam hydrocyclone akan mengalami dua gaya yang saling berlawanan, yaitu gaya sentrifugal yang mengarah keluar dan gaya drag yang mengarah ke dalam.
c. Partikel besar akan mengalami gaya sentrifugal lebih besar dibandingkan dengan gaya drag, terlempar ke arah dinding, mengikuti arus spiral mengarah ke bawah dan keluar melalui lubang apex sebagai underflow.
d. Sebaliknya, partikel kecil, gaya sentrifugal tidak cukup untuk mendorongnya ke arah luar, bergerak di spiral dalam yang bergerak ke atas dan keluar sebagai overflow.
Gambar Hydrocyclone
8. Rougher Magnetic Separator
Overflow primery hydrocyclone akan masuk ke rougher magnetic separator, dipakai pada feed masih berukuran kasar maksimal -25 mm, yaitu produk dari primery hydrocyclone. konsentrat yang dihasilkan masih berukuran kasar dan masuk ke tahap ball mill ke-2 untuk direduksi ukurannya lagi.
9. Secondary ball mill
Produk primery yang berukuran -35# direduksi menjadi -270# dengan recovery 70%.
10. Secondary hydrocyclone
Produk secondary ball mill akan di pisahkan anatara bijih kasar (+270 #) dan bijih halus (-270 #). Bijih kasar akan masuk ke thikenner tailing, sedangkan bijih halus masuk kea lat hydroseparator.
11. Hydro Separator
Pada tahap ini, overflow dari hydrocyclone akan dipisahkan berdasarkan perbedaan massa jenisnya. Produk yang dihasilkan berupa konsentrat dan tailing. Konsentrat magnetite-tanocite (underflow) akan menuju ke tahap magnetic separator, sedangkan fine tailing (mineral kuarsa) akan dibuang.
12. Finisher Magnetic Separator
Setelah proses hydrocyclone selesai, underflow dari Hydro Separator akan masuk ke Finisher Magnetic Separator plant. Magnetik Separator adalah alat konsentrasi yang paling umum digunakan dalam konsentrasi bijih magnesit-taconite, karena bijih ini memiliki gangue mineral berupa silica yang tidak memiliki sifat magnet. Perbedaan antara rugher dan finisher terletak pada ukuran feed dan kuatnya medan magnet. Finisher MS memiliki medan magnet yang lebih lemah dari rougher MS, namun ukuran feednya lebih kecil. Finisher Magnetic Separator digunakan setelah secondary hydrocyclone. Konsentrat yang dihasilkan akan discreening dan oversize akan masuk kembali ke secondary ball mill. Undersize berukuran sekitar 90% -270# akan masuk alat magnetic cleaner separator.
13. Fine Screening
Menggunakan alat vibrating sandwich deck screens dengan kemampuan memisahkan sampai -325#.
14. Magnetic cleaner Separator
Konsentrat dari finisher MS akan dihilangkan kandungan magnetnya sebelum masuk ke rougher flotation.
15. Rougher Flotation
Konsentrasi secara flotasi merupakan proses konsentrasi berdasarkan sifat “senang terhadap udara” atau “takut terhadap air” (hydrophobic). Sejumlah reagen kimia yang sering digunakan dalam proses flotasi adalah pembuih (frother), kolektor / pengumpul (collector), penekan / pencegah (depresant), dan pengatur keasaman (pH regulator). Jenis kolektor yang digunakan adalah kolektor kationik. Kolektor ini akan mengapungkan pengotor silika. Kolekter yang dipakai berupa primery alipahatic amines atau diamines, beeta-amine, yang umumnya berbentuk asetat. Produk proses ini adalah konsentrat dan tailing. Konsentrat akan masuk ke tempat penampungan konsentrat akhr (final concentrate sump), sedangkan tailing akan masuk ke dewatering magnetic separator.
16. dewatering magnetic separator, hydrocyclone, dan column flotation.
produknya akan menghasilkan fine tailng dan konsentrat (lebih cenderung ke middling). Konsentrat akan memasuki hydrocyclone untuk mengelompokkan bijih menjadi -500# dan -325 +500#. Biih berukuran -500# akan masuk ke column flotataion. Alasan penggunaan ukuran -500# karena ukuran ini lebih efisien untuk mendapatkan magnesit di dalam middling karena mineralnya sudah terliberasi sempurna. Di dalam column flotation, dihasilkan konsentrat dan fine tailing. Konsentrat akan masuk ke kolam penampungan konsentrat akhir, sedangkan tailing dibawa ke kolam tailing.
17. Ball mill dan cleaner magnetic separator.
Underflow dari hydrocyclone sebelumnya (-325 +500#), akan direduksi dengan ball mill hingga menjadi -500#. Kemudian produk ball mill akan masuk ke magnetic cleaner separator sehingga didapakan konsentrat dan tailing. Konsentrat akan masuk ke kolam penampungan konsentrat akhir, sedangkan tailing dibawa ke kolam tailing.
18. Angglomerating
Konsentrat akhir yang didapatkan dari proses konsentrasi masih berupa pulp. Hasil yang di dapatkan adalah konsentrat dengan persen solid 50% dan disimpan ke konsentrat slurry tank. Didalam sini akan di tambahkan limestone dan dolomituntuk mengentalkan slurry sehingga air cairan dan solid terpisah. Kemudian masuk ke tahap filtering dengan hasil 80% persent solid lalu di bawa ke Bin. Setelah itu slurry akan dicampur bentonit dan masuk ke balling drum, lalu ke grate (tungku perapian), lau ke klin dan kemudian didinginkan hingga terbentuklah pellet. Secara keseluruhan, proses dari kominusi sampai angglomerating dapat dilihat pada gambar flowchart berikut.
Bagan Flowchart Pengolahan Bijih Besi di U.S. Steel Minntac.
Sumber: Poveromo, J. J. 1999. Iron Ore. The AISE Steel Foundation: Quebec Cartier Mining Company.
