PBG (JIGGING)

BAB X JIGGING

10.1 Landasan Teori

Jigging yaitu operasi pengerjaan mineral berdasarkan atas perbedaan kecepatan mengendap antara mineral berharga dengan gangue mineral.

Aksi Jigging

Aksi jigging terdiri dari :

1.      Percepatan differensial partikel pada awal jatuh.

Percepatan differensial partikel pada awal jatuh dengan persamaan pengendapan partikel dalam fluida :

m.a = (m - m^,) g – Fd

Keterangan :

m    = Massa partikel ( kg )

m^,   = Massa fluida yang disingkirkan ( kg )

g     = Percepatan partikel ( ms^-2 )

Fd  = Gaya dorong N

a     = Percepatan mineral naik

pada saat partikel mulai bergerak Fd = 0

m.a = (m – m^, ) g

a     =

karena volume fluida dan volume partikel yang disingkirkan sama, dengan berat jenis :

BD =

M1 = BD x V1

   

Maka substitusi persamaan (1.2-3) dengan persamaan (1.2-4) didapat :

Dimana :

pf = Density fluida ( kg/m³ )

ps = Density padatan ( kg/m³ )

v  = Volume

Dari persamaan percepatan awal tidak tergantung pada ukuran dan bentuk, tetapi tergantung pada density padatan dan density fluida.

2.      Hindered sitling

Apabila partikel mengendap dalam jangka waktu lama, kecepatan terminal dalam tercapai dan selanjutnya bergerak dengan kecepatan konstan.

Gerakan partikel pada kondisi ini tergantung pada ukuran, bentuk, dan density.

3.      Trickling

Pada pengendapan partikel yang berbeda density, ukuran, bentuk partikel pada selang waktu akan mencapai jarak tempuh yang berbeda – beda antara lain :

a.       Partikel besar akan tiba terlebih dahulu.

b.      Partikel kecil masih terus bergerak diantara partikel besar, hal ini disebut dengan “ Consolidated Trickling “.

Kriteria Konsentrasi

Didalam proses jigging, perbedaan berat jenis dari mineral yang akan dipisahkan adalah sangat penting untuk mengetahui dapat atau tidaknya mineral tersebut dipisahkan dengan cara jigging.Kriteria konsentrasi dapat dihitung dengan persamaan sebagai berikut :

Dimana :

B = Berat jenis mineral berat ( cassiterite )

R = Berat jenis mineral ringan ( mineral ikutan )

ρ =  Berat jenis fluida

Dari persamaan (1.2-6) diatas, dapat ketentuan untuk kriteria konsentrasi sebagai berikut :

1.      Untuk kriteria konsentrasi 2,25 – 2,5 :

Mineral – mineral ini mudah dipisahkan untuk semua ukuran.

2.      Untuk kriteria konsentrasi 1,75 – 2,25 :

Mineral – mineral ini dipisahkan sampai batas ukuran 65 – 100 mesh.

3.      Untuk kriteria konsentrasi 1,5 – 1,75 :

Mineral – mineral ini sampai batas ukuran 10 mesh.

4.      Untuk kriteria konsentrasi 0,0 – 1,5 :

Mineral – mineral ini sukar dipisahkan dan akan mudah terbawa oleh air.

Apabila suatu mineral sukar dipisahkan pada media air, maka dapat diatasi dengan menambahkan kekentalan cairan dengan meninggikan kadar cairan, maka kriteria konsentrasi akan naik.

Bila suatu mineral mempunyai kecepatan jatuh yang sama tetapi mineral 1 -2 mempunyai berat jenis yang berlainan dan besar butir yang berlainan pula tetapi mempunyai kecepatan jatuh yang sama hal ini disebut dengan “equal falling particle“.

A.  Cara Kerja Jiging

·         Bagian – bagian Jiging

Jigging dilakukan pada alat yang disebut dengan jig, secara garis besar jig terdiri dari satu tangki yang terbuka dan berisi fluida yang biasanya air.Dibagian atas tangki dipasang ayakan dimana air dapat dengan leluasa untuk melewatinya.Pada bagian bawah atau bagian samping dari tangki dipasang alat tertentu yang disebut dengan “ energizing unit “.Energizing unit tersebut adalah alat yang akan menimbulkan gerakan bolak – balik dari fluida yang ada dibawah ayakan jig.Gerakan fluida keatas disebut dengan “ pulsion “ dan gerakan kebawah disebut dengan “ suction “ ( hisap ).

Proses kerja jig berprinsip pada daya naik turunnya air dengan pekerjaan kombinasi antara tekanan dan hisapan.Pemisahan didasarkan pada perbedaan berat jenis mineral.

Gambar 10.1. Konstruksi Sederhana Jiging

                         

Secara umum peralatan jig merupakan sebuah tangki terbuka yang mengisi air dengan saringan mendatar pada bagian aatasnya.Pada bagian atas jig terdapat lapisan material kasar atau yang disebut dengan bed, berat jenis bed terletak diantara berat jenis mineral yang akan dipisahkan.Tangki yang dilengkapi dengan spigot yaitu lubang pengeluaran konsentrat yang terdapat dibagian bawah jig.

Jig dilengkapi juga dengan mekanisme yang menyebabkan terjadinya tekanan dan hisapan yang diimbangi dengan pemakaian air tambahan yaitu berupa diafragma atau torak yang digerakkan dari motor melalui eksentrik.

Dalam hal ini bagian – bagian dari jig dapat dinyatakan sebagai berikut :

1.      Plunger

Merupakan suatu batang yang dihubungkan dengan penggerak maupun pengumpil yang dapat digerakkan dengan eksentrik, plunger berfungsi untuk menimbulkan pulsion dan suction.

2.      Screen

Suatu saringan dari kawat baja yang berfungsi untuk :

a.    Pemisahan partikel kasar dan halus.

b.    Tempat lewatnya air akibat pulsion dan suction.

c.    Sebagai batas bawah dari jig bed.

3.      Jig bed/Ragging

Merupakan lapisan dasar yang terdiri dari material yang biasanya mempunyai SG diantara mineral berat dan mineral ringan atau mempunyai kecepatan jatuh antara mineral berat dan mineral ringan.Selain berupa material dan berupa bola – bola baja, fungsi jig bed adalah :

a.    Agar gaya pulsion yang mengenai material merata.

b.    Memisahkan mineral berat dengan mineral ringan.

c.    Mengatur dilasi ( membuka dan menutup jig bed ).

4.      Tank/hutch

Merupakan suatu tabung yang berbentuk trapesium yang biasanya terdiri dari dua kompartemen yaitu :

a.    Plunger kompartemen.

b.    Screen dan bed kompartemen.

5.      Under water

Under water berfungsi untuk mengimbangi supaya tidak terlalu banyak A-flow mengalir kebawah sehingga dapat terjadi apa yang dinamakan gerak pulsasi ( gerak keatas dan hisapan kebawah ) disamping adanya perbedaan berat jenis dari material, proses terjadinya pemisahan pada jig juga karena adanya perbedaan kecepatan air kebawah.Idealnya kecepatan air keatas besarnya 4 x kecepatan air kebawah.

Untuk mendapatkan perbandingan yang ideal tersebut, maka diperlukan under water.Namun demikian, semakin besar tekanan under water keatas akan semakin kecil hisapan kebawah.Hal ini mengakibatkan mineral yang berat tidak akan mempunyai kesempatan untuk turun kebawah menjadi konsentrat, sebaliknya semakin kecil tekanan under water keatas akan semakin semakin besar hisapan kebawah.Hal ini akan mengakibatkan mineral ringan akan ikut menjadi konsentrat.

Cross flow adalah aliran air diatas permukaan jig yang mengalir hingga keujung tailing, A-flow adalah aliran air diatas jig yang menuju kebawah atau dasar jig.Hal ini dapat dilihat pada gambar yang berikut :

 

Gambar 10.2. Gerakan pulsasi

6.      Spigot

Adalah sumbatan pada pengeluaran konsentrat yang terbuat dari karet dan mempunyai lubang ditengah.Fungsi spigot adalah untuk mengatur keluarnya konsentrat dan agar konsentrat yang keluar tidak banyak mengandung air.

7.      Motor

Sebagai penggerak roda eksentrik pada plunger.

B.     Gaya – gaya yang bekerja pada jig

1.      Tekanan ( pultion )

Yang dimaksud dengan tekanan ( pulsion ) atau desakan adalah kejadian dimana air menembus atau bergerak keatas melalui saringan jig, mengangkat bahan – bahan atau butiran yang berada diatas saringan.Dimana butiran yang ringan akan terangkat lebih tinggi, dalam hal ini jig bed akan terbuka karena ada gerakan.Dengan demikian bijih yang berat akan masuk diselah – selah pori – pori batu bed.

2.        Hisapan ( suction )

Hisapan ( suction ) merupakan suatu kejadian dimana air menembus kebawah melalui saringan membawa bahan yang dapat melewati saringan kedasar jig.

Material yang tercampur dengan air mengalir diatas jig, akibatnya akan terjadi tekanan dan hisapan yang berulang – ulang sehingga diatas jig berbentuk susunan lapisan – lapisan mineral dimana butiran – butiran dengan berat jenis yang lebih besar akan lebih cepat mengendap dan melewati saringan untuk kemudian diambil sebagai konsentrat.Dengan adanya kecepatan ( cross flow ) butiran yang lebih ringan akan terbawa dan terbuang sebagai tailing.

Dalam proses jigging kemungkinan dapat terjadi beberapa keadaan antara lain sebagai berikut :

a.       Tekanan dengan banyak hisapan

Dalam keadaan ini akan lebih banyak terjadi hisapan, dimana bed jig seolah – olah menjadi padat.Keadaan ini kurang baik dan harus dihindarkan karena bijih – bijih timah akan membentuk lapisan yang padat dimana hal ini akan mengurangi kemungkinan penerobosan bijih timah yang akan turun.Hal ini terjadi terutama apabila kekurangan air tambahan ( under water ) dan dapat diatasi dengan memperbesar panjang dorongan atau menggerakkan hematitite.

b.      Tekanan dengan sedikit hisapan

Hisapan pada proses ini tidak terlalu kuat untuk menjadikan kompaknya batu bed, hal seperti ini adalah baik.Batu bed dan lapisan bijih tetap lepas dan bergerak pada keadaan bahan masuk cukup, maka bila kita memasukkan tangan kedalam akan terasa turunnya bahan – bahan tersebut dari tangan kita.

c.       Tekanan dengan tidak ada hisapan

Dalam keadaan seperti ini tidak baik dan tidak diinginkan karena banyak kesalahan, bila bocor atau sobek tekanan  masih akan terasa karena air tambahan.Tetapi disini hisapan tidak akan terjadi karena air akan mengalir melewati bagian yang bocor. Keadaan seperti ini tidak baik dan harus dihindarkan dengan mengganti membran.

3.        Operasional Jigging

Umpan berupa slurry dengan 25% - 45% padatan masuk pada salah satu ujung jig mengalir membentuk arus horizontal dipermukaan jig.Partikel – partikel terutama yang berbutir halus terbawa arus dan keluar pada ujung yang lainnya.Pengendapan partikel pada arus horizontal ini mengikuti mekanisme pengendapan seperti pada palong.

Partikel – partikel yang mengendap dari arus horizontal masuk kedaerah dimana jigging bekerja yaitu daerah antara arus horizontal dan ayakan. Mekanisme jigging seperti percepatan differensial hindered settling dan trickling bekerja didaerah tersebut yang dapat dibedakan antara daerah roughing sebelah atas dan daaerah separating dibawahnya.Partikel – partikel didaerah roughing terutama terdiri dari partikel middling dan partikel mineral ringan yang berusaha masuk kedaerah separating. Mineral ringan didorong keatas memasuki daerah tertransportasi dan terbawa arus horizontal.Middling memiliki peluang masuk kedaerah separating, daerah separating dengan mudah menerima mineral berat dan berusaha mendorong keatas middling.Consolidation trickling terjadi didaerah ini, mineral berat dan besar dengan cepat mencapai permukaan ayakan diikuti mineral berat kecil melalui daerah roughing dan separating, dan dengan mekanisme consolidation trickling melewati mineral berat besar.

4.      Panjang Stroke dan Frequency

Panjang storke adalah panjang dorongan air oleh energizing unit, oleh karena itu menentukan jauhnya partikel – partikel terdorong pda saat pulsion sekaligus menentukan jarak antara partikel pada saat pulsion ( dilasi ).Panjang storke besar menghasilkan kecepatan air naik juga besar dan kecepatan air turun ( hisap ) besar.

Frequency adalah banyaknya stroke permenit, umumnya satu stroke ( terdiri dari satu pulsion dan satu suction ) sama dengan satu putaran motor. Olek karena itu frequency dapat dinyatakan dengan putaran ( rpm ).Banyaknya frequency menentukan banyaknya pengaruh mekanisme percepatan differensial.Pada umumnya semakin kecil ukuran umpan akan semakin kecil panjang stroke dan semakin besar frequency akan sebaaliknya.

Tabel 10.1. Contoh Ukuran Umpan

Ukuran umpan ( mm )	Stroke ( mm )	Frequency ( rpm )
1 – 5	30 – 50	30 – 60
1 – 0, 2	10 – 15	150 – 200
1 – 0, 1	3 -6	200- 400

5.      Jenis – jenis Jigging

Proses jigging dibagi dalam tiga tahapan yaitu :

1.      Pengumpanan

2.      Stratifikasi

3.      Pemisahan dan lapisan hasil stratifikasi

Pengumpanan harus dilakukan dengan laju persen padatan yang konstan.Umpan yang amsuk harus merata pada permukaan jig.Stratifikasi yang baik tergantung pada cara menimbulkan gerakan bolak – balik fluida, tergantung pada rancangan energizing unit.Jig yang banyak digunakan saat ini hanya berbeda pada energizing unitnya dan dalam beberapa hal ada bentuk permukaan jig yang dapat dibedakan berdasarkan ayakannya, yakni :

a.       Jika dengan ayakan bergerak, jig ini dipakai didaerah terpencil dan gerakan secara manual.Dan sekarang ini jig seperti ini sudah tidak digunakan.

b.      Jig dengan ayakan tetap, dilasi dari material diatas ayakan diciptakan oleh gerakan bolak – bolik fluida yang menerobos ayakan.Sedangkan gerakan bolak – balik fluida ditimbulkan secara mekanis oleh energi unit.

6.    Harz Jiging

Harz jig adalah tipe alat jig dimana gerakan – gerakan seperti tekanan dan hisapan disebabkan oleh piston yang bergerak vertikal ( naik – turun ).Pada umumnya alat ini dipakai sebagai cleaner ( pembersih ).

 

Gambar 10.3. Harz jiging

7.      Diafragma Jig

Jig tipe ini menggunakan diafragma untuk menciptakan gerakan bolak – balik, dan pada saat ini jig seperti ini banyak digunakan karena jika piston yang digunakan untuk menimbulkan gerakan fluida naik turun terdapat kelemahan yakni sering terjadi kebocoran pada piston.Yang termasuk kedalam golongan diafragma jig adalah Denver mineral jig, Yuba jig, dan Baum jig.

·         Denver Mineral Jig

Tangki terdiri dari dua bagian dimana satu bagian digunakan untuk proses jigging dan bagian lainnya tempat energizing unit ( diafragma ).Gerakan turun naik diafragma menimbulkan aksi dilasi pada material atas ayakan.

·         Baum Jiging

Dilasi material disebabkan oleh tekanan udara, udara bertekanan dimasukkan pada ruangan udara yang ditempatkan pada sisi jig. Udara tersebut menekan fluida dan mendorong material yang ada diatas ayakan ( pulsion ).Ketika tekanan udara mengecil, fluida kembali ketempat semula diikuti dengan turunnya material keatas ayakan.Pada umumnya baum jig digunakan pada pencucian batubara dan produk dikeluarkan dari atas ayakan.

10.2 Tujuan Praktikum

Tujuan praktikum pengolahan bahan galian dengan modul jigging adalah :

1.      Mengetahui hubungan ketebalan bed terhadap recovery.

2.      Mengetahui hubungan waktu dengan recovcery.

10.3 Sistematika Alat

Sistematika dan mekanisme alat jig adalah :

1.      Hinderet Setling Classification

Merupakan material yang mengendap dalam waktu lama yang merupakan fungsi presentase volume solid dalam suspensi dimana setling ratio akan bertambah dengan bertambahnya kandungan solid. Gerakan partikel terjadi dibawah kondisi hinderet setling. Gerakan ini sama dengan proses pengendapan material jika meterial yang SG nya besar ukuran – ukuran butir kecil akan sama dengan SG kecil dengan ukuran butir besar.

2.      Differrential Acceleration

Ini terjadi jika jatuhnya pertikel mempunyai gaya yang besar maka percepatannya juga besar sehingga menimbulkan perlapisan pada pulp. Adanya pultion dari bawah mengakibatkan bed merenggang sehingga memberikan kesempatan partikel untuk lolos, karena adanya hisapan maka material tersebut akan mengendap kembali.

3.      Consolidition Trickling

Merupakan pengendapan partikel yang berbeda density, ukuran dan bentuk selama selang waktu tertentu mencapai jarak tempuh berbeda, partikel besar akan tiba lebih dulu dibandingkan dengan partikel yang jauh lebih kecil,

partikel kecil dalam kondisi tertentu masih terus bergerak diantara pertikel besar.

Persentase keberhasilan pemisahan jigging (criteria concentration) dirumuskan :

Dh – dm dl - dm

CC =

Keterangan :

Dh       = Berat jenis mineral berat

Dl        = Berat jenis mineral ringan

Dm      = Berat jenis mineral pemisah (fluida)

Proses pemisahan dengan alat jig tergantung pada ukuran pori – pori bed yang dipakai, sedangkan faktor yang mempengaruhi proses – proses pemisahan yang perlu diperhatikan selama praktikum adalah : kecepatan air, besar lubang screen, berat jenis fluida, tebal dan ukuran butir material yang akan dipisahkan, tekanan fluida.

10.4 Alat Dan Bahan

10.4.1 Alat

Alat dan bahan yang digunakan selama praktikum antara lain :

1.      Gelas ukur

2.      Timbangan

     

Neraca Analitik                                                     Gelas Ukur

Gambar 10.4 Alat yang digunakan dalam jigging

10.4.2    Bahan

Sampel yang di gunakan ialah hasil dari sieve analysis yang lolos ayakan mesh 100, 200, 140, 200, dan Loss masing – masing dengan berat 10 gram.

10.6 Aplikasi

Beroperasi seperti pinches sluice dalam beberapa tingkatan. Bagian penting dari alat ini adalah kerucut berdiameter 2 meter, dengan kemiringan 17⁰. Umpan setelah melalui kotak umpan masuk ke atas cone dan mengalir diatas kemiringan cone dan terbagi dua bagian ujungnya.

 

Gambar 10.5. Mekanisme kerja reincht cone

Selanjutnya umpan yang terbagi ini masing-masing jatuh diatas kerucut dibawahnya dan bergerak ke arah pusat kerucut, dalam hal ini terjadi konsentrasi (seperti pinched sluice) . Alat ini mempunyai kapasitas yang besar, dalam kondisi normal dapat mencapai 65-90 ton/jam, namun dalam kondisi tertentu dapat ditingkatkan menjadi 40-100 ton/jam. Umpan yang masuk mempunyai persen solid antara 55- 70%. Umpan yang dapat diolah dapat mencapai  hingga  sampai ukuran 3 mm atau pada ukuran yang halus 30 mm. Walaupun kebanyakan pengolahan akan efektif  pada selang ukuran 100-600 mm.

Salah satu reichert cone yang berukuran besar di operasikan di Palabora Mining di Afrika Selatan. Enam puluh delapan alat ini dioperasikan untuk memproses 34.000 ton/hari dari tailing proses flotasi. Penggunaan alat ini dimulai dengan tailing dari proses flotasi kemudian dilakukan desliming dan proses penghilangan mineral magnetit dengan magnetiti separator, selanjutnya tailing tersebut  dimasukkan dalam sirkuit reichert cone melalui proses rougher dan scavenger. Produk dari alat ini kemudian konsentrate yang dihasilkan ditingkatkan kembali kadarnya dengan tabling.

 

Gambar 10.6.Foto reincht cone

10.7 Prosedur Percobaan

1.      Menimbang berat sampel dari masing – masing mesh sebanyak 10 gram.

2.      Mengisi air ke dalam gelas ukur, lalu meletakan sampel ke dalam gelas ukur yang telah di isi air tersebut dan mencatat waktu yang di perlukan sampel jatuh kedasar gelas ukur tersebut.

3.      Setelah percobaan pertama selesai isi lagi gelas ukur tersebut dang air baru dan kemudian ulangi percoabaan seperti tadi dengan sampel lolos ayakan mesh 100, 120, 140, 200, dan Loss dan mencatat waktu nya lagi

10.8 Kesimpulan

Dari percobaan yang di lakukan di dapat, semangkin halus ukuran sampel maka semangkin lama sampel tersebut mencapai dasar galas ukur tersebut.