High tension separation

dalam pengolahan bahan galian banyak alat yang digunakan. salah satunya high tension separator. yaitu alat yang digunakan untuk memisahkan partikel konduktor dan non konduktor. High tension separation atau electrostatic separation adalah pemisahan mineral satu dengan lainnya berdasarkan perbedaan electrical conductivity-nya. Mineral di alam ada yang electrical conductivity-nya tinggi (mineral konduktor) dan ada yang rendah (mineral non konduktor). Mineral konduktor mempunyai sifat mudah menerima ion negative juga mudah melepaskannya. Berbeda dengan mineral non konduktor yang sukar menerima maupun melepaskan ion negative.


A. Electrostatic Separator
 Bagian-bagian alat ini antara lain :
1. Hopper, merupakan alat penampung umpan yang dilengkapi dengan heater untuk memanaskan umpan agar dalam keadaan kering. Dalam keadaan material basah maka proses pemisahan dengan electrostatic separator tidak akan berhasil dengan baik.
2. Feeder (pengatur umpan), alat ini terletak pada hopper. Alat ini berguna agar umpan yang masuk ke rotor hanya satu lapis, dengan harapan proses dapat berjalan baik. Ujung dari hopper sebagai media keluarnya material dari hopper dapat diatur, agar jatuhnya material merupakan garis singgung dari rotor. Hal ini dimaksudkan agar tidak terjadi lentingan material.
3. Rotor, adalah silinder yang berputar pada porosnya, dihubungkan dengan bumi sehingga rotor bermuatan positif.
4. Electrode, terdiri dari electroda kawat dan focussing electrode, merupakan sumber ion bombardement.
5. Splitter, sebagai penyekat pengatur produk (mideral konduktor, middling dan non kinduktor).
6. Brush (sikat), berguna untuk menyikat produk non konduktor yang ikut berputar dengan rotor.
7. Rectifier, sebagai alat untuk meningkatkan tegangan.

 
Konsentrasi Elektrostatik (Electrostatic Concentration)

Merupakan proses konsentrasi dengan memanfaatkan perbedaan sifat konduktor (mudah menghantarkan arus listrik) dan non-konduktor (nir konduktor) dari mineral.

Kendala proses konsentrasi ini adalah :
- Hanya sesuai untuk proses konsentrasi dengan jumlah umpan yang tidak terlalu besar.
- Karena prosesnya harus kering, maka timbul masalah dengan debu yang berterbangan.

Mineral-mineral yang bersifat konduktor antara lain adalah :
- Magnetit (Fe3 O4)
- Kasiterit (Sn O2)
- Ilmenit (Fe Ti O3)
- Molibdenit (Mo S2)
- Wolframit [(Fe, M) WO4]
- Galena (Pb S)
- Pirit (Fe S2)

Produk dari proses konsentrasi ini adalah :
- Mineral-mineral konduktor sebagai konsentrat.
- Mineral-mineral non-konduktor sebagai ampas (tailing).

Peralatan yang biasa dipakai adalah :
a. Electrodynamic separator (high tension separator).
b. Electrostatic separator yang terdiri dari :
 - plate electrostatic separator
 - screen electrostatic separator


         Sedangkan mineral konduktor saat melewati medan korona, akan saling tarik menarik dengan roll putar yang bermuatan positif. Karena adanya muatan negatif yang berlebihan dan sifat dari mineral konduktor yang mudah menghantarkan muatan, maka muatan negatifnya akan dihantarkan melalui roll putar menuju bumi. Sehingga pada mineral konduktor yang mengandung ion positif akan terjadi gaya tolak menolak antara roll putar dengan mineral konduktor yang akhirnya jatuh ke bin. Tegangan yang dipakai 30.000 volt.

C. Faktor Yang Mempengaruhi Pemisahan
 Ada faktor yang mempengaruhi baik tidaknya pemisahan dengan electrostatic separator, yaitu :
1. Kuat Tegangan
Kuat tegangan berfungsi untuk membentuk medan korona, kemudian membombardemant partikel dengan muatan negatif. Apabila medan korona sudah terbentuk, maka kuat tegangan yang diperlukan sudah cukup. Pada tegangan yang tinggi akan mempengaruhi hasil pemisahan, karena partikel akan mencapai muatan maksimum dalam waktu singkat (kurang dari 1/50 detik).
Suatu partikel yang sudah mencapai muatan maksimum tidak lagi menerima muatan negatif, bahkan menolaknya. Muatan maksimum akan lebih besar untuk partikel konduktor dibandingkan dengan mineral non konduktor.
2. Kecepatan Putar Rotor
Kecepatan putar rotor mempunyai hubungan erat dengan gaya sentrifugal. Besar gaya sentrifugal kecepatan rotor, ukuran partikel, BJ dan diameter rotor dirumuskan sebagai berikut.
 
dimana :
d = diameter partikel
w = kecepatan sudut
R = jari-jari rotor
  = berat jenis partikel
              Semakin besar ukuran partikel, berat jenis dan diameter rotor sebaiknya menggunakan kecepatan putar rendah, agar didapat suatu gaya sentrifugal yang tidak terlalu besar dan dapat mengimbangi gaya tarik listrik yang semakin kecil pada ukuran butir yang kasar. Sehingga diharapkan partikel non konduktor tidak terlepas dari permukaan rotor. Sebaliknya apabila ukuran partikel halus, BJ kecil dan diameter rotor kecil, dapat menggunakan kecepatan puter rotor tinggi, karena gaya listrik semakin besar pada ukuran partikel kecil.
3. Laju Umpan (Feed Rate)
Laju umpan yang keluar dari hopper perlu diatur sedemikian rupa supaya menyebar sepanjang permukaan rotor. Tebal umpan diusahakan supaya terdiri dari satu lapis dan tidak berjejal-jejal.
4. Posisi Pembagi (Splitter)
Posisi pembagi tidak berpengaruh pada fenomena utama yang terjadi dalam electrostatic separator, tetapi dapat mempengarhi kadar dan perolehan produk. Posisi pembagi perlu pada setiap percobaan dan tergantung pada kecepatan putar rotor, diameter rotor dan ukuran butir.
Apabila diinginkan mineral konduktor kadar tinggi, posisi pembagi supaya diatur mendekati rotor, tetapi biasanya perolehan menjadi rendah. Sebaliknya apabila diinginkan perolehan tinggi, maka posisi pembagi dicondongkan menjauhi rotor, namum kadarnya rendah.
5. Pengaruh Kelembaban
Pengaruh kelembaban udara mempunyai hubungan erat dengan sifat permukaan mineral. Pada umumnya dapat dikatakan bahwa semakin tinggi kelembaban relatif udara, maka partikel akan mempunyai sifat konduktivitas yang tinggi. Dari hasil percobaan pemisahan antara hematit dengan kuarsa, menunjukkan bahwa kelembaban relatif lebih rendah dari 35%, dapat dipisahkan pada temperatur 20oC. Kelembaban relatif 60%, temperatur bijih yang diperlukan 40oC dan kelembaban relatif 90% temperatur bijih yang diperlukan 90oC.
Pengaruh kelembaban lebih jauh dituliskan oleh Kakovsky, digolongkan menjadi :
a. Partikel yang mempunyai konduktivitas besar dalam kelembaban rendah dan perbedaan konduktivitas kecil dalam kelembaban tinggi, dapat dilakukan pemisahan dengan melakukan pemanasan pada temperatur 110oC – 115oC.
b. Partikel yang mempunyai perbedaan konduktivitas besar dengan kelembaban tinggi maupun rendah, paling mudah untuk dipisahkan.
c. Partikel yang mempunyai perbedaan konduktivitas rendah dengan kelambaban tinggi maupun rendah, paling sulit dipisahkan.
6. Keadaan Material.
a. Gaya Berat
 Gaya berat berbanding lurus dengan BJ dan ukuran partikel> Menurut coppo ukuran partikel yang dapat dikerjakan dengan pemisah tegangan tinggi adala 60 – 200 mesh untuk material bulat. Untuk yang berbentuk kasar masih dapat dipisahkan jika mempunyai perbedaan konduktivitas besar.
b. Derajat Liberasi
 Mineral yang belum terliberasi sempurna akan mempunyai sifat fisik yang berbeda, tergantung pada jenis pengotor. Sebagai contoh ; mineral senotim bersifat konduktor, tetapi bila ada limonit yang menempel maka mineral senotim tersebut akan mudah menghantarkan listrik sehingga dapat dijumpai sebagai mineralkonduktor.

D. Pengelompokan Mineral
 Mineral non konduktor terdiri dari :
- Siderit - Apatit - Garnet
- Hornblende - Gypsum - Olivin
- Biotit - Corundum - Zircon
- Barit - Zenolit - Tormalin
- Anhydrit - Muscovit - Fluorit

 Mineral konduktor terdiri dari :
Magnetit Ilmenit Wolframit
Hematit Tembaga Kromit
Emas Covelit Grafit
Galena Kassiterit Franklinit