208336557 111092017 Laporan Pengolahan Mineral ITB Ahmad Fahmi Syam Modul Grinding

Laporan Modul II, MG2212

Grinding (Penggerusan)

Ahmad Fahmi Syam (12509501) / Kelompok 7 / Rabu, 11-04-2012

Asisten : Mohammad Aly Fikry (12509030)

Laboratorium Pengolahan Bahan Galian

Program Studi Teknik Metalurgi

Fakultas Teknik Pertambangan dan Perminyakan

Abstrak Praktikum Modul II Percobaan pada modul ini bertujuan untuk memahami mekanisme penggerusan dan cara

kerja alat gerus. Tujuan lainnya adalah mempelajari pengaruh waktu grinding terhadap halusan hasil gerus. Secara umum

langkah-langkah percobaan yang dilakukan dalam proses penggerusan ini adalah pertama-tama mengisi silinder gerus

dengan media grinding berupa bola-bola baja dengan diameter tertentu, lalu memasukkan umpan ke dalam silinder gerus.

Setelah itu silinder yang ditempatkan di atas alat putar/rotor diputar selama beberapa saat. Selanjutnya hasil grinding

dikeluarkan dan diayak dengan berbagai ukuran ayakan. Pengayakan dilakukan beberapa kali dengan penambahan waktu

masing-masing 5 menit dan hasilnya ditimbang dengan neraca. Alat yang digunakan adalah pengayak getar.

A. Tinjauan Pustaka

Grinding atau penggerusan merupakan proses size

reduction/Comminution dalam suatu proses pengolahan

mineral yang dilakukan setelah proses crushing untuk

mereduksi partikel mineral halus dengan ukuran kurang

dari 25 mm. Proses grinding terbagi menjadi primary

grinding dan fine grinding.

Gambar penempatan proses grinding pada

pengolahan mineral

Pada proses grinding, material digerus dengan

menggunakan media grinding. Media grinding dapat

bermacam-macam bentuknya seperti bola-bola baja, bola-

bola keramik, batang-batang baja, antar

partikel/auogeneous atau campuran antara bola baja dan

partikel itu sendiri/semi autogeneous.

Ukuran dari partikel akan tereduksi oleh kombinasi dari

impact, attrition, dan shear seperti pada mekanisme

crushing.

Gambar mekanisme reduksi ukuran

Alat grinding yang biasa digunakan berupa silinder

dihubungkan pada suatu rotor sehingga berputar pada

sumbu horizontalnya. Alat grinding biasa disebut tumbling

mill.

Gambar tumbling mill

Bagian-bagian utama pada mill yaitu :

1. Shell, lempengan baja yang menempel pada silinder

mill. Shell didesain untuk menahan impact dan beban

yang berat. Permukaan shell dibuat untuk tahan

gerusan.

2. Liner, bagian yang menempel pada bagian dalam shell

dan memiliki kemampuan untuk tahan terhadap impact

dan beban berat serta tahan pula terhadap attrition.

Liner dibuat dengan bentuk bergelombang agar

menghasilkan perputaran grinding media yang bagus.

Terbuat dari baja yang kuat terhadap impact.

3. Mill Feeder, terdiri dari :

Spout Feeder

Drum Feeder

Scoop Feeder

Berbeda dari proses crushing, proses grinding dapat

dilakukan dalam kondisi basah ataupun kering. Faktor-

faktor yang menentukan apakah penggerusan dilakukan

dengan cara kering atau basah antara lain:

1. Proses pengolahan berikutnya apakah digunakan cara

kering atau basah.

2. Pada penggerusan dengan cara basah memerlukan

energi lebih sedikit dibandingkan cara kering.








3. Proses klasifikasi grinding cara basah lebih mudah

dan memerlukan ruang lebih kecil dibandingkan cara

kering.

4. Lingkungan pada penggerusan cara basah lebih

bersih dan tidak memerlukan alat penangkap debu

karena akan terbentuk pulp.

5. Proses penggerusan dengan cara kering memerlukan

material yang kering sehingga untuk material yang

basah perlu proses pengeringan terlebih dahulu.

6. Pada proses penggerusan cara basah, media gerus

yang digunakan dan bahan pelapis dari silinder

diperlukan lebih banyak karena rentan terjadi korosi.

7. Dry grinding mengurangi kebutuhan dewatering

produk.

Alat-alat grinding dibagi berdasarkan bebrapa golongan,

yaitu :

1. Berdasarkan media grinding

Ball mill; media bola baja.

Rod mill; batangan silinder baja.

Pebble mill; batuan keras.

Autogenous mill; tanpa media grinding.

SAG / Semi Autogenous mill; bola baja dan antar

bijihnya sendiri.

Tube mill; mirip dengan ball mill.

2. Berdasarkan bentuk

Silinder

Conical Cylinder

3. Berdasarkan ukuran

Ball mill ( Panjang = Diameter )

Rod mill ( Panjang = 2 x Diameter)

Tube mill ( Panjang > Diameter)

SAG & Autogenous mill ( Panjang < Diameter)

4. Berdasarkan discharge

Overflow discharge : produk gerusan keluar dgn

sendirinya

Grate discharge : produk gerusan keluar melalui

saringan yang dipasang pada ujung pengeluaran

produk.

Pada Ball Mill, bola-bola baja yang digunakan sebagai

media memiliki diameter antara 25-150 mm, dengan

panjang mill sama dengan diameter silinder mill. Ball mill

produk discharging yaitu overflow mill dan grate

discharge mill.

Gaya yang bekerja dalam ball mill untuk satu

bola.

Penggerusan dalam ball mill dengan jumlah

muatan bola-bola.

Rod Mill menggunakan media batangan baja dengan

panjang hampir mendekati panjang dari mill. Diameter

rod-nya dalam selang 25-150 mm, dengan panjang mill

1,5-2,5 kali diameter silinder. Product discharging rod mill

yaitu central peripheral discharge mill, end peripheral

discharge mill, dan overflow.








Pebble mill menggunakan batu yang keras sebagai media.

Mekanismenya sama dengan ball mill perbedaannya pada

media grinding yang digunakan.

Tube Mill yang hampir mirip dengan ball mill juga tetapi

panjangnya lebih besar daripada diameter silindernya.

Pada autogenous mill partikel yang besar mengalami

attrition dan compression dan ukuran.

Semi auto geneous mill menggunakan sedikit jumlah bola-

bola baja besar untuk menghancurkan ukuran partikel

intermediate.

Zona yang terdapat pada tumbling mill

B. Data Percobaan

Berat feed = 300 gram

Fraksi 5 menit

(gr)

10 menit

(gr)

15 menit

(gr)

+65 152 55 20

+100 63 74 81

+150 42 66,5 108

+200 31 54,5 69

-200 54,5 67,5 31

Total 342,5 317,5 309

C. Pengolahan Data

1. Rumus-rumus Dasar

2. Perhitungan

Waktu grinding = 5 menit

Ukuran Berat % berat % berat

kumulatif

% berat

lolos

kumulatif

+0,21 152 44,379562 44,37956204 55,62043796

+0,149 63 18,3941606 62,77372263 37,22627737

+0,105 42 12,2627737 75,03649635 24,96350365

+0,074 31 9,05109489 84,08759124 15,91240876

-0,074 54,5 15,9124088 100 0

Total 342,5 100

Menghitung P80:

y = 291,1x - 5,730

80 = 291,1x - 5,730

y = 291.16x - 5.7303

0

10

20

30

40

50

60

0 0.1 0.2 0.3

% b

era

t lo

los

kum

ula

tif

fraksi ukuran (mm)

waktu=5 menit










kumulatif

% berat

lolos

kumulatif

+0,21 55 17,3228346 17,32283465 82,67716535

+0,149 74 23,3070866 40,62992126 59,37007874

+0,105 66,5 20,9448819 61,57480315 38,42519685

+0,074 54,5 17,1653543 78,74015748 21,25984252

-0,074 67,5 21,2598425 100 0

Total 317,5 100

Menghitung P80:

y = 445,5x - 9,594

80= 445,5x - 9,594



kumulatif

% berat

lolos

kumulatif

+0,21 20 6,47249191 6,472491909 93,52750809

+0,149 81 26,2135922 32,68608414 67,31391586

+0,105 108 34,9514563 67,63754045 32,36245955

+0,074 69 22,3300971 89,96763754 10,03236246

-0,074 31 10,0323625 100 0

Total 309 100

Menghitung P80:

y = 620,2x - 32,61

80 = 620,2x - 32,61

D. Analisa Hasil Percobaan

Setelah data yang diperoleh dari percobaaan dihitung

didapatkan hasil bahwa ukuran yang meloloskan 80 %

hasil adalah mm untuk waktu grinding 5 menit,

mm untuk waktu grinding 10 menit dan

mm untuk waktu grinding 15 menit.

Hasil perhitungan perhitungan tersebut menyatakan bahwa

lama grinding pada ball mill mempengaruhi ukuran hasil

peremukan. Semakin lama material melalui proses

grinding, maka hasil peremukan akan makin halus. Hal ini

terlihat dari mengecilnya nilai ukuran yang meloloskan 80

% hasil untuk masing-masing ayakan. Mekanisme

pengecilan tersebut dikarenakan dengan bertambahnya

waktu maka partikel yang lebih besar akan kembali

digerus berulangkali oleh ball mill sehingga ukuran hasil

menjadi semakin kecildari tiap gerusannya.

Pengayakan pada pengolahan mineral berfungsi agar

menahan partikel yang memiliki ukuran yang tidak sesuai

dengan besar mulut dari alat pengolahan mineral. Bila

terdapat partikel mineral yang ukurannya tidak sesuai,

maka alat pengolahan tidak dapat bekerja dengan

maksimal.

Faktor yang mempengaruhi kehalusan produk dari proses

grinding pada ball mill adalah:

1. Lama waktu penggerusan;semakin lama semakin

halus

2. Banyak media grinding yang digunakan (bola baja);

makin banyak makin halus

y = 445.52x - 9.5942

0

20

40

60

80

100

0 0.1 0.2 0.3

% b

era

t lo

los

kum

ula

tif

fraksi ukuran (mm)

waktu grinding t=10 menit

y = 620.22x - 32.611 0

20

40

60

80

100

120

0 0.1 0.2 0.3

% b

era

t lo

los

kum

ula

tif

fraksi ukuran (mm)

waktu grinding t=15 menit








3. Karakteristik mineral; meliputi sifat fisik mineral

seperti kekerasan, keliatan, dll.

4. Kecepatan rotasi alat grinding

5. Ukuran mula-mula dari umpan

Percobaan yang dilakukan mengandung error pada berat

total. Error yang terjadi pada waktu grinding 5 menit

sebesar 14,17 %, pada waktu grinding 10 menit errornya

sebesar 5,8 % dan pada waktu grinding 15 menit errornya

sebesar 3 %. Semakin lama proses grinding nilai error

makin kecil.

Faktor-faktor yang kemungkinan menyebabkan terjadinya

error pada berat total tersebut antara lain:

1. Partikel yang terlalu halus sehingga memungkinkan

untuk terbawa oleh angin ketika menimbang,

memasukan material ke dalam pengayak, dan

sebagainya menyebabkan beratnya berkurang.

2. Alat grinding yang tidak bersih saat dipakai (bekas

dari praktikum sebelumnya) sehingga masih banyak

partikel yang menempel pada dinding silinder

maupun pada media bola baja sehingga menyebabkan

bertambahnya massa akhir.

3. Ruangan yang kotor dan berdebu sehingga

menyebabkan bertambahnya berat.

4. Prosedur tepat saat menimbang sehingga

kemungkinan salah baca/ paralaks.

5. Alat timbang yang relatif lama dan agak rusak

sehingga perhitungan berat tidak presisi.

E. Jawaban Pertanyaan

1. Pada ball mill umpan yang menggunakan bola

baja didalamnya umpan dimasukan. Kemudian

silinder diputar oleh suatu mekanisme rotor

sehingga bola-bola baja dan partikel yang ada di

dalamnya pun ikut berputar. Putaran tersebut

menyebabkan bola-bola baja saling bertumbukkan

dengan partikel umpan dan terjadi beberapa gaya,

yaitu attrition, compression, dan impact

selanjutnya mengakibatkan ukuran dari partikel

umpan menjadi semakin kecil.

Pada roll mill gerakan dari silinder hanya

bergerak secara horizontal dan vertical selebihnya

mekanisme sama dengan pada ball mill.

2. Alasan digunakannya cara basah pada pengolahan

bahan galian antara lain:

Proses grinding yang dilakukan dengan cara

basah/wet memerlukan energi relatif lebih sedikit

dibandingkan dengan menggunakan cara

kering/dry .

Proses klasifikasi pada cara grinding basah lebih

mudah dan memerlukan ruang lebih kecil

dibandingkan pada cara kering.

Tidak dihasilkannya debu sehingga lingkungan

menjdai relatif bersih dan tidak memerlukan

penghisap debu.

Pada cara grinding kering, umpan yang masuk

harus dalam keadaan kering juga sehingga unutk

material yang basah atau agak basah harus

melewati proses pengeringan terlebih dahulu.

3. Faktor-faktor yang mempengaruhi keausan liner

pada ball mill:

- korosi yang terjadi pada grinding dengan

cara basah

- kekuatan tumbukkan antara liner-media,

liner-umpan, dan liner-media dan umpan

- rentang waktu pemakaian alat perhari

- waktu penggunaan alat secara keseluruhan

(tahun)

- material liner yang digunakan

- jenis material umpan yang

diberikan;kekuatan dan keuletannya

- jumlah media grinding

- jenis media grinding

4. Kecepatan kritis adalah kecepatan yang terjadi

ketika media akan selalu menempel pada

silinder bagian dalam akibat dari gaya

sentrifugal yang terjadi. Penurunan Rumus

Kecepatan Kritis:

Dengan :

Nc = kecepatan kritis

mV2/R = gaya sentripetal

V = L*N

L = 2R/60 = jarak yang ditempuh partikel

V = kecepatan linier partikel








N = kecepatan agular partikel

m = massa partikel

Ball mill bekerja pada 85 % dari kecepatan

kritisnya sedangkan rod mill bekerja pada 50-55%

dari kecepatan kritisnya.

5. Tiga hubungan putaran ball mill dengan aksi

penggerusan yaitu:

Mekanisme remuknya material dibagi menjadi tiga

macam, yaitu abrasion, cleavage/compression, dan

shatter/impact.

Abrasion terjadi jika energi yang diberikan oleh

alat tidak cukup besar untuk meremukan partikel

sehingga terjadi tekanan yang terlokalisasi dan

hanya sedikit area yang remuk dan hasilnya

berupa partikel halus yang merata yaitu pada

permukaannya saja

Cleavage terjadi jika energi yang diberikan

cukup untuk membuat material remuk, dan hanya

menghasilkan sedikit partikel dengan ukuran

yang mendekati ukuran aslinya.

Shatter terjadi jika energi yang diberikan lebih

besar daripada yang dibutuhkan untuk

meremukkan partikel mineral. Hasilnya berupa

partikel dengan distribusi ukuran yang

bermacam-macam.

F. Kesimpulan

Grinding atau penggerusan merupakan proses size

reduction yang dilakukan setelah proses crushing untuk

mereduksi partikel mineral halus dengan ukuran lebih

kecil dari 25 mm dan termasuk bagian dari comminution

dalam suatu proses pengolahan mineral. Proses grinding

terbagi menjadi primary grinding dan fine grinding. Pada

proses grinding , material atau mineral digerus dengan

bantuan media grinding. Setiap bijih atau meterial yang

akan digerus memiliki ukuran optimum ekonomis

tergantung pada ukuran butir mineral berharga dalam bijih

(ukuran liberasi) dan ukuran pemisahan yang diperlukan

pada proses berikutnya.

Feed pada percobaan kali ini berupa limestone sebanyak

300 gram. Hasil perhitungan terhadap data percobaan

didapat P80 adalah sebesar mm untuk waktu

grinding 5 menit, mm untuk waktu grinding 10

menit dan mm untuk waktu grinding 15 menit.

G. Daftar Pustaka

http://en.wikipedia.org/wiki/Ball_mill

http://www.ptfi.com/operation/pengolahan_bijih.asp

Kelly, Errol G. & David J. Spottiswood. 1982.

Introduction to Mineral Processing. Hal. 132 162. USA:

John Wiley & Sons.








H. Lampiran

Documents

208336557 111092017 Laporan Pengolahan Mineral ITB Ahmad Fahmi Syam Modul Grinding