-
BAB III. PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK
Pengayakan merupakan metode pemisahan dan khanya berdasarkan
ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran tunggal,
dikenal dua macam produk yaitu: (a). lolos lubang ayakan, dan (b).
ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan
diperoleh dua tiga macam ukuran produk, yaitu: (a). Gambar dibawah
menjelaskan kedua hal diatas.
Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakanukuran lubang
(lihat standar Tyler mesh).Pelaporan Hasil Analisis
AyakanAdakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan
serta jumlah/massa dan masing-masing kelompok ukuran, diambil
sejumlah sampel dan diayak menggunakan satu set ayakan standar.
Dibawah hasil analisa ayak sampel padatan menggunakan set ayakan
berukuran 0.25 in, 0.125 in dan 0.0625 in:
Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua.
Diameter ratapartikel pada umumnya diukur berdasarkan
rataayakan.
PENGAYAKAN (SCREENING) DAN ANALISIS AYAK
Pengayakan merupakan metode pemisahan dan klasifikasi partikel
sematahanya berdasarkan ukurannya. Untuk pengayakan menggunakan
ayakan ukuran
dikenal dua macam produk yaitu: (a). Undersize atau fine, yaitu
produk yanglubang ayakan, dan (b). Oversize atau tails, yaitu
produk yang tertahan oleh
ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan
diperoleh dua tiga tu: (a). Undersize (b). On-size, dan (c).
Oversize.
Gambar dibawah menjelaskan kedua hal diatas.
Satu set ayakan biasanya tersusun atas ayakan-ayakan tunggal
dengan berbagai ukuran lubang (lihat standar Tyler mesh). Pelaporan
Hasil Analisis Ayakan Adakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran
partikel padatan serta jumlah/massa
masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel dan diayak
menggunakan satu set ayakan standar. Dibawah ini adalah contoh cara
pelapo
datan menggunakan set ayakan berukuran 0.25 in, 0.125
Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua.
Diameter ratapartikel pada umumnya diukur berdasarkan rata-rata
aritmatik ukuran aperture/lubang
asifikasi partikel semata-mata hanya berdasarkan ukurannya.
Untuk pengayakan menggunakan ayakan ukuran
tu produk yang tu produk yang tertahan oleh
ayakan. Untuk pengayakan menggunakan dua jenis ayakan, akan
diperoleh dua tiga
ayakan tunggal dengan berbagai
Adakalanya, untuk mengetahul rentang ukuran partikel padatan
serta jumlah/massa masing kelompok ukuran, diambil sejumlah sampel
dan diayak
i adalah contoh cara pelaporan datan menggunakan set ayakan
berukuran 0.25 in, 0.125
Disini, yang digunakan adalah adalah cara pelaporan yang kedua.
Diameter rata-rata rata aritmatik ukuran aperture/lubang
-
Misal: Diameter rata-rata partikel -0.25 +0.125 in adalah Misal:
Fraksi massa yang lolos ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14
mesh adalah 0.425. Penulisan yang lengkap akan berbentuk:
Pada umumnya, hasil analisa ayak didistribusi frekuensi antara
fraksi massa versus ukuran ratadata analisa ayak digambarkan dalam
kurva distribusi kumulatif (baik kumulatif undersize ataupun
oversize). Pada umumnya, ordinat dan partikel) dinyatakan dalam
skala logaritmik. Hal partikel (misalnya hasil crushing) pada
umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung) tetapi kelipatan
(mengikuti deret ukur).Gambar dibawah adalah contoh kurva
distribusi frekuensi dan kumulatif daanalisa ayak yang ditabelkan
dibawah Tabel hasil analisa ayak dan kurva distribusi frekuens
Tabel hasil analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize
beserta kurva distribusinya:
0.25 +0.125 in adalah (0.25+0.125) in = 0.1875 in.
s ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah
Penulisan yang lengkap akan berbentuk:
analisa ayak dilaporkan dalam bentuk histogram atau kurva
distribusi frekuensi antara fraksi massa versus ukuran rata-rata
partikel. Seringkali, data analisa ayak digambarkan dalam kurva
distribusi kumulatif (baik kumulatif
e). Pada umumnya, ordinat dan kurva (yaitu ukuran ratapartikel)
dinyatakan dalam skala logaritmik. Hal ini disebabkan perubahan
ukuran partikel (misalnya hasil crushing) pada umumnya tidak linier
(mengikuti deret hitung) tetapi kelipatan (mengikuti deret
ukur).
lah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif daanalisa
ayak yang ditabelkan dibawah ini. Tabel hasil analisa ayak dan
kurva distribusi frekuensinya.
analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta
kurva
(0.25+0.125) in = 0.1875 in.
s ayakan 10 mesh tetapi tertahan ayakan 14 mesh adalah
dalam bentuk histogram atau kurva rata partikel. Seringkali,
data analisa ayak digambarkan dalam kurva distribusi kumulatif
(baik kumulatif kurva (yaitu ukuran rata-rata
i disebabkan perubahan ukuran partikel (misalnya hasil crushing)
pada umumnya tidak linier (mengikuti deret hitung)
lah contoh kurva distribusi frekuensi dan kumulatif dari
suatu
analisa dalam bentuk distribusi kumulatif oversize beserta
kurva
-
Catatan Penggambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva
fraksi massa vs ukuran partikel misleading, karena rentang ukuran
partikel antara 2 ayakan standar (Tylertidaklah sama, karena
mengikuti deret ukur. Yandengan pengertian statistik tentang
distribusi frekuensi, adalah denganfraksi massa dengan fraksi massa
per atu satuan ukuran partikel, vertikal dan kurva distribusi
dinyatakan dalam: fraksi_massa/(Daperture ayakan ke-i, Di+1 =
aperture ayakan dibawahnya (aperture IebihKurva distribusi
seringkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga
dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi jumlah
didefinisikan sebagal rasio jumlah partikel ukuran tertentu
terhadap jumlah total partikel yang ada. Fraksi luas permukaan
sebagal rasio total luas permukaan partikel ukuran tertentu
terhadap luas permukaan total dan partikel yang ada.Kurva
distribusi seringkali digambarkan juGambar dibawah adalah contoh
kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi luas muka dan
fraksi jumlah, dalam diagram batang.
ambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs
ukuran partikel , karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan
standar (Tyler
sama, karena mengikuti deret ukur. Yang seringkali dipakai, dan
juga sesuai engertian statistik tentang distribusi frekuensi,
adalah dengan menggantikan
raksi massa dengan fraksi massa per atu satuan ukuran partikel,
hingga sumbu vertikal dan kurva distribusi dinyatakan dalam:
fraksi_massa/(Di-Di+1), dim
= aperture ayakan dibawahnya (aperture Iebih kecil)ingkali tidak
hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi juga
dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi
jumlah didefinisikan jumlah partikel ukuran tertentu terhadap
jumlah total partikel yang ada.
Fraksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan
partikel ukuran tertentu terhadap luas permukaan total dan partikel
yang ada.
ingkali digambarkan juga dalam bentuk diagram batang (Gambar
dibawah adalah contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi
massa,fraksi luas muka dan fraksi jumlah, dalam diagram batang.
ambaran distribusi frekuensi dalam bentuk kurva fraksi massa vs
ukuran partikel , karena rentang ukuran partikel antara 2 ayakan
standar (Tyler mesh)
juga sesuai nggantikan
ingga sumbu mana Di =
kecil) ingkali tidak hanya dinyatakan dalam fraksi massa, tetapi
juga
dalam bentuk fraksi jumlah dan fraksi luas permukaan. Fraksi
jumlah didefinisikan jumlah partikel ukuran tertentu terhadap
jumlah total partikel yang ada.
Fraksi luas permukaan sebagal rasio total luas permukaan
partikel ukuran tertentu
ga dalam bentuk diagram batang (bar-chart) Gambar dibawah adalah
contoh kurva distribusi dinyatakan dalam fraksi massa,fraksi
-
Alat-Alat Pengayak Ada berbagai jenis alat pengayak yang
digunakan ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk
menggetarkan, menggoncang ataupun memutar (gyration) ayakan. Gambar
dibawah adalah jenis ayakan dengan berbagai mode gerakan.
(a). Ayakan stasioner dan GrizzliesGrizzlies sering digunakan
untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya diatas 1 in
(biasanya hasil batangan logam yang disusun paralel dengan jarak
antar batangan tertentu, antara 2
Ada berbagai jenis alat pengayak yang digunakan dalam industri.
Hampir semua ayakan industri memerlukan mesin penggerak untuk
menggetarkan, menggoncang
) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan
Grizzlies. igunakan untuk mengayak partikel berukuran besar,
umumnya
in (biasanya hasil dari primary crusher). Grizlies tersusun atas
batanganisusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara
2
dalam industri. Hampir semua ayakan industri memerlukan mesin
penggerak untuk menggetarkan, menggoncang
) ayakan. Gambar dibawah adalah jenis ayakan dengan
igunakan untuk mengayak partikel berukuran besar, umumnya
tersusun atas batangan-
isusun paralel dengan jarak antar batangan tertentu, antara
2
-
sampai 8 in. batangan-batansampai 50 terhadap sumbu hoKapasitas
grizzlies mencapai 100 sampai 150 ton/ftaperture sekitar 1 in.
Gambar dibawah adalah contoh
Ayakan stasioner hampir sama dengan grianyaman kawat (mesh) atau
plat logam yang berlubangayakan stasioner dapat sampai sekitar 600
terhadap sumbu horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk
mengayak padatan dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara sampai 4
in. Kedua jenis ayakan ini hanya efektif digunakan untuk partikel
padatan berukuran besar dan dapat bergerak bebas (free flowing,
tidak lengket).(b). Ayakan Girasi (Gyrating Screens) Mesin pengayak
ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai
ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau
casing. Ayakan dan casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan
lain, dan memindahkannya dan tempat masuk sampai tempat keluarnya
partikel. Sudut kemiringan ayakan antara 16 sampai 30 terhadap
sumbu horisontal. Ayakan pada umumnya berbentuk persegi panjang
dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampaft). kecepatan girasi dan
amplitudonya biasanya dapat diatur sesuaKecepatan girasi dapat
menca
Gambar dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan
vertikal dan yang digerakkan horisontal (reciprocati
batangan logam tersusun miring dengan sudut tertentu (20 ap
sumbu horisontal), untuk memudahkan padatan bergerak.
es mencapai 100 sampai 150 ton/ft2 per 24 jam, dengan ukuran bar
dibawah adalah contoh grizzlies.
pir sama dengan grizzlies, tetapi media pengayaknya berupa
anyaman kawat (mesh) atau plat logam yang berlubang-lubang. Sudut
kemiringan ayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu
horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan
dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara
i hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran besar
dan dapat bergerak bebas (free flowing, tidak lengket).
yrating Screens) atau Reciprocating Screens. Mesin pengayak ini
biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan dengan berbagai ukuran
aperture, satu diatas yang lainnya dalam sebuah kotak atau casing.
Ayakan dan casingnya digetarkan memutar untuk meloloskan partikel
dan satu dek ke dek lain, dan memindahkannya dan tempat masuk
sampai tempat keluarnya partikel.
an ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan
berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampa
n girasi dan amplitudonya biasanya dapat diatur sesuai
kebutuhan. at mencapai 600 sampai 1800 rpm.
dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal
dan yang rocating screen).
am tersusun miring dengan sudut tertentu (20 isontal), untuk
memudahkan padatan bergerak.
per 24 jam, dengan ukuran
es, tetapi media pengayaknya berupa lubang. Sudut kemiringan
ayakan stasioner dapat sampai sekitar 600 terhadap sumbu
horisontalnya. Ayakan stasioner digunakan untuk mengayak padatan
dengan ukuran lebih kecil, yaitu antara
i hanya efektif digunakan untuk partikel padatan berukuran
Mesin pengayak ini biasanya tersusun atas beberapa dek ayakan
dengan berbagai ukuran aperture, satu diatas yang lainnya dalam
sebuah kotak atau casing. Ayakan
partikel dan satu dek ke dek lain, dan memindahkannya dan tempat
masuk sampai tempat keluarnya partikel.
an ayakan antara 16 sampai 30 terhadap sumbu horisontal. Ayakan
berbentuk persegi panjang dengan ukuran (1.5 x 4 ft) sampai (5 x
14
kebutuhan.
dibawah adalah contoh gyrating screen yang digerakkan vertikal
dan yang
-
Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut
kekecil (sekitar 5). Mesin diputardiantara dua dek ayakan diisi
bolapengayakan, sekaligus membersihkan aperture ayakan dan
padatanmenyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen
yang diledengan bola-bola karet.
Reciprocating screen merupakan jenis ayakan girasi dengan sudut
kemiringan Iebih kecil (sekitar 5). Mesin diputar-getarkan pada
sumbu mendatarnya. Adakalanya diantara dua dek ayakan diisi
bola-bola karet untuk meningkatkan efisiensi pengayakan, sekaligus
membersihkan aperture ayakan dan padatan-padatan yang menyumbat.
Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen yang dile
iringan Iebih getarkan pada sumbu mendatarnya. Adakalanya
bola karet untuk meningkatkan efisiensi padatan yang
menyumbat. Gambar dibawah adalah contoh reciprocating screen
yang dilengkapi
-
(c). Ayakan Getar ( Vibrating Screens)Ayakan getar biasanya
digunakan dapat dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis.
Getaran mekanis pada casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu
esentrik yang berputar dengan kecepatan sangat tinggi. Biasanya
tidak Iebih dan 3 dek ayasebuah ayakan getar. Kecepatan getar
antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan
terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan,
bervariasi antara 00 sam pai 450 Gam bar dibawah adalah
contohtripel dek.
Ayakan getar banyak digunakan untuk partikelsampai 35 mesh
(0.0164 in), dengan sudut kemiringan 20basah (wet screening) sudut
kemiringan biasanya diset Iebih 10o.
(d). Trommels Trommels merupakan jenis ayakan yang berputar
cepat pada sumbu horisontalnya.Berbentuk silindris atau konis dan
biasanya tersusun atas beberapa ayakan secarakonsentris. Gambar
dibawah adalah contoh trammel.
brating Screens) Ayakan getar biasanya digunakan untuk
pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran dapat dibangkitkan
secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada casing ayakan
biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang berputar dengan
kecepatan sangat tinggi. Biasanya tidak Iebih dan 3 dek ayakan yang
terpasang dalam casing sebuah ayakan getar. Kecepatan getar antara
1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan terhadap sumbu
horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan, bervariasi antara
00 sam pai 450 Gam bar dibawah adalah contoh dan ayakan getar
digunakan untuk partikel-partikel kering berukuran antara 1 in
in), dengan sudut kemiringan 20o. Untuk partikel
sudut kemiringan biasanya diset Iebih kecil, antara 5
jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya.atau
konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secaradibawah
adalah contoh trammel.
untuk pengayakan dengan kapasitas besar. Getaran dapat
dibangkitkan secara elektrik maupun mekanis. Getaran mekanis pada
casing ayakan biasanya ditimbulkan oleh sumbu esentrik yang
berputar dengan kecepatan
kan yang terpasang dalam casing sebuah ayakan getar. Kecepatan
getar antara 1800 sampal 3600 getaran per menit. Sudut keminingan
terhadap sumbu horisontal dapat diatur sesuai dengan kepenluan,
dan ayakan getar
partikel kering berukuran antara 1 in . Untuk partikel-partikel
kecil, antara 5o sampai
jenis ayakan yang berputar cepat pada sumbu horisontalnya. atau
konis dan biasanya tersusun atas beberapa ayakan secara
-
Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan.Kapasitas beberapa
jenis ayakan industri dapat dilihat pada tabel dibawah (Asumsi
:ayakan digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam).
Dalam memilih ayakan, ada beberapa parameter yang perlu
dipertimbangkan. Diagramdibawah memberikan guidelinepartikel yang
akan diayak.
Kapasitas Ayakan dan Pemilihan Jenis Ayakan. rapa jenis ayakan
industri dapat dilihat pada tabel dibawah ini
an digunakan untuk padatan berat, misalnya bijih logam).
ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan.
Diagramdeline dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan
ukuran
ini:
ayakan, ada beberapa parameter yang perlu dipertimbangkan.
Diagram dalam memilih ayakan yang cocok berdasarkan ukuran
-
Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi AyakanGambar dibawah
menjelaskan neraca
Fraksi massa bahan B (yaltu bahaproduct pada umpan, oversiz(1-
XD) dan (1- XB). Neraca massa padatan total : Neraca massa bahan A
: FxF Kombinasi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan
persamaan neraca bahan B memberikan:
BD
BF
xx
xx
FD
=
dengan cara yang sama dapat diperoleh:
BD
FD
xx
xx
FB
=
Efisiensi ayakan (atau sering kesuksesan ayakan dalam memisahkan
bahan berukuran A dengan bahan berukuran B. Jika ayakan bekerja
sempurna, maka semua bahan A akan berada pada oversize, sedangkan
semua B ada dalam undersize
Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang
ada pada overflow terhadap bahan A pada umpan. Jumlah Sehingga,
F
DA Fx
DxE =
Neraca Massa pada Ayakan dan Efisiensi Ayakan enjelaskan neraca
partikel pada sebuah ayakan tunggal.
Fraksi massa bahan B (yaltu bahan dengan ukuran yang diinginkan/
undersize product pada umpan, oversize dan undersize streams
masing-masing adalah: (1
Neraca massa padatan total : F = D + B = DxD + BxB
asi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan
neraca bahan
dengan cara yang sama dapat diperoleh:
ayakan (atau sering disebut sebagai efektivitas ayakan)
merupakan ukuran kesuksesan ayakan dalam memisahkan bahan berukuran
A dengan bahan berukuran
akan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada
oversize, sedangkan semua B ada dalam undersize (clear-cut
separation).
Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang
ada pada overflow terhadap bahan A pada umpan. Jumlah ini
masing-masing adalah DxD
n dengan ukuran yang diinginkan/ undersize masing adalah: (1-
XF),
asi dua persamaan diatas dan substitusikan dengan persamaan
neraca bahan
efektivitas ayakan) merupakan ukuran kesuksesan ayakan dalam
memisahkan bahan berukuran A dengan bahan berukuran
akan bekerja sempurna, maka semua bahan A akan berada pada
oversize,
Efisiensi ayakan didefinisikan sebagai perbandingan bahan A yang
ada pada overflow D dan FxF.
-
Universitas Gadjah Mada
dimana EA adalah efisiensi ayakan berdasarkan pada produk
oversize. Dengan cara yang sama dapat didefinisikan efisiensi
berbasis B:
)1()1(
F
BB
xFxB
E
=
Efisiensi keseluruhan (overall effectiveness) dari ayakan
didefinisikan sebagai kombinasi dari dua efisiensi diatas:
( )( )FF
BDBA
xxFxDBx
EEE
==
11
2
Substituls rasio (D/F) dan (B/F) dengan persamaan diatas,
memberikan: ( )( ) ( )
( ) ( )FFFDBDFDBF
xxxx
xxxxxxE
=
11
2
Soal analisa ayak : 1. Sebuah crusher digunakan untuk
menghancurkan pint. Produk dari crusher diayak.
Oversize dan ayakan dikembalikan/direcycle ke crusher untuk
kembali. Undersize ayakan diambil sebagai produk. Hasil analisa
ayak arus recycle dan produk (distribusi ukuran butir) adalah
sebagai berikut:
Recycle Produk Mesh % Massa Mesh % Massa -3 + 4 3.5 -14 + 20
29.0 -4 + 8 30.0 -20 + 28 31.3
-8 + 10 25.0 -28 + 48 34.6 -10 +20 41.5 - 48 + 100 5.10
Jumlah 100.0 Jumlah 100.0
Besarnya arus recycle = 0.65 kg/kg padatan keluar crusher. a.
Hitunglah distribusi ukuran butir hasil crusher dan estimasikan
luas spesifik
butir-butir hasil crusher (dalam cm2/g). b. Estimasikan fraksi
massa partikel hasil crusher dengan ukuran-ukuran sebagai
berikut: (i). (-4+6); (ii). (-6+8); (iii). (-10+14); (iv).
(-28+35); dan (v). (- 35+48).