Rules of thumb for chemical engineers: a manual of quick, accurate solutions to everyday process engineering problems

BAB II PEMBAHASAN 2.1. Definisi Magnetic Separation Magnetic separation merupakan operasi konsentrasi atau pemisahan satu partikelatau lebih dengan partikel lainnya yang memanfaatkan perbedaan sifat kemagnetan dari partikel-partikel yang dipisahkan. Partikel-partikel yang terdapat dalam bijih akan memberikan respon terhadap medan magnet sesuai dengan sifat kemagnetan yang dimilikinya. Partikel-partikelyang memiliki sifat kemagnetan tinggi akan merespon atau terpengaruh oleh medan magnet. Partikel-partikel ini akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokkan sebagai partikel magnetic, sedangkan partikel yang tidak memiliki sifat kemagnetan, tidak akan merespon atau terpengaruh ketika dilewatkan pada medan magnet. Partikel ini tidak akan tertarik oleh medan magnet dan dikelompokkan sebagai partikel non-magnetic. Separator magnetik secara luas digunakan untuk: Memisahkan besi-besi pengotor dari bijih logam yang akan digiling dengan demikian melindungi alat penggiling. Memisahkan magnet-magnet pencemar dari makanan dan produk-produk industri. Memperoleh kembali magnetik dan ferosilikon dalam metode float-sink untuk pemekatan bijih. Meningkatkan atau memekatkan bijih. Partikel yang masuk dalam kelompok partikel magnetic misalnya magnetite, hematite, ilmenit, siderite, monazite. Sedangkan partikel yang dikelompokkan dalam partikel non magnetic misalnya kuarsa, mika, corundum, gypsum, zircon dan feldspar. Kemampuan partikel dalam merespon medan magnet disebut magnetic susceptibility. Berdasarkan pada magnetic susceptibility partikel dibagi menjadi 3 kelompok, yaitu: Paramagnetic particle Merupakan bahan yang sedikit menarik garis – garis medan magnetic dengan kekuatan medan magnet 1000-20000 gauss. Sebagai contoh, alumunium, platina, hematite, ilmenit, pyrhotite dan lain – lain. Diagmanetic Merupakan bahan yang sedikit menolak garis – garis medan magnetic, bahan yang dapat ditarik oleh kekuatan medanmagnet sebesar 200-1000 gauss. Sebagai contoh, tembaga, bismuth, emas, seng, kuarsa, feldspar dan lain – lain. Ferromagnetic Merupakan bahan yang sangat kuat menarik garis-garis medan magnetik. Sebagai contoh, besi, nikel, kobalt, gadolinium dan baja. Sifat ferromagnetik timbul apabila bahan berupa fasa padat. Sedangkan sifat ferromagnetik akan hilang apabila bahan berupa fase cair maupun gas dan juga bahan berupa fasa padat yang memiliki suhu yang tinggi di atas suhu batasnya atau yang disebut suhu curie. Tabel 1. Suhu Curie beberapa bahan ferromagnetik Bahan Suhu Curie (oC) Besi 770oC Kobalt 1131oC Nikel 358oC Gadolinium 16oC Gambar 1. Respon partikel dalam medan magnet Gambar 1 menunjukkan respon dari 3 partikel yang memiliki susceptibility berbeda. Ketiga partikel berada dalam medan magnet. Intensitas magnetisasi meningkat secara eksponensial hingga mencapai nilai saturasinya. Setelah jenuh, beberapapun kuat medan yang diberikan tidak lagi memepengaruhi perubahan intensitas kemagnetannya. Intensitas magnetisasi partikel Hematite mneningkat secara linear dengan meningkatnya kuat medan. Peningkatan ini jauh lebih lambat disbanding dengan magnetite. Sedangkan kuarsa tidak menunjukkan respon terhadap medan magnet yang diberikan. Berapapun kuat medan magnet yang diberikan, kuarsa cenderung tidak terpengaruh. Bahkan kuarsa relative memberika respon negative, yang ditunjukkan dengan sedikit turunnya intensitas magnetisasinya. 2.2. Mekanisme Pemisahan Secara Magnetik Gambar 2. Mekanisme Pemisahan pada Magnetic Separator Pemisahan secara magnetik yang diaplikasikan untuk bijih tergantung pada kompetisi dari gaya-gaya yang dimiliki oleh tiap-tiap partikel mineral. Gaya yang bekerja pada setiap partikel tergantung separator yang dipakai. Pemisahan bijih yang menggunakan drum separator dengan cara basah, maka partikel akan mengalami atau memiliki empat gaya. Keempat gaya tersebut adalah gaya magnet yang dinotasikan dengan Fm, gaya gravitasi yang dinotasikan dengan Fg, gaya drag dinotasikan dengan Fd, dan gaya sentrifugal yang dinotasikan dengan Fc. Gaya-gaya ini akan menentukan posisi dan perilaku partikel dalam separator. Gambar 2 menunjukkan gaya-gaya pada partikel yang berada dalam pengaruh medan magnet di permukaan drum yang berputar. Gambar 3. Gaya-gaya yang bekerja pada partikel Partikel akan tertarik atau terlempar dari permukaan drum tergantung pada nilai entrapment rasionya. Entrapment rasio adalah rasio gaya magnet terhadap gaya sentrifugal, gaya gravitasi dan gaya drag. Entrapment rasio dinyatakan dalam persamaan berikut: Jika partikel memiliki nilai entrapment rasio lebih daripada satu (ER>1), maka partikel tersebut akan tertarik dan tetap menempel di permukaan drum separator. Pada kondisi ER>1, artinya medan magnet memberikan pengaruhnya jauh lebih besar dibanding dengan total dari tiga gaya lainnya. Ketika partikel memiliki entrapment rasio kurang daripada satu (ER<1), maka partikel tersebut akan terlempar atau tertolak dari permukaan drum separator. Pada kondisi ER<1, medan magnet kurang berpengaruh dibanding dengan total gaya lainnya. Jika operasi pemisahan dilakukan pada bijih yang memiliki rentang ukuran yang sempit, maka gaya drag dapat diabaikan. Sehingga entrapment rasio berubah menjadi rasio gaya magnet terhadap gaya sentrifugal dan gaya gravitasi. Partikel akan memiliki tiga gaya yaitu gaya magnet, gaya sentrifugal dan gaya garvitasi. Posisi dan perilaku partikel selama pemisahan tergantunga pada resultan ketiga gaya ini.