M - V
SLUICE BOX
5.1 Tujuan Percobaan
Tujuan praktikum pengolahan galian menggunakan sluice box adalah
:
1. Memisahkan mineral-mineral berharga dari pengotornya,
berdasarkan perbedaan berat jenis.
2. Menentukan Recovery (perolehan) mineral berharga.
3. Menentukan Ratio of Concentration mineral berharga.
5.2 Teori Dasar
5.2.1 Pendahuluan Sluice box
Sluice box merupakan salah satu alat pengolahan bahan galian
yang berfungsi memisahkan mineral berharga (konsentrat) dengan
pengotornya (tailing) berdasarkan prinsip kerja perbedaan berat
jenis dengan menggunakan aliran horizontal. Pemisahan mineral
menggunakan Sluice box memanfaatkan sifat fisik mineral tersebut,
yakni berat jenis, dimana mineral yang bmemiliki berat jenis lebih
tinggi akan tertahan pada riffle sedangkan mineral yang memiliki
berat jenis rendah akan terbawa bersamaan dengan aliran air. Sluice
box umumnya digunakan pada pengolahan bahan galian logam.
Sumber : www.Dunia-Pertambangan.blogspot.com
Foto 5.1
Penambangan Emas Sekunder Menggunakan Sluice box
Sluice box secara sederhana digambarkan dengan kotak yang
memiliki kemiringan tertentu dengan adanya tanggul pada setiap
jarak tertentu sebagai tempat memerangkan mineral yang memiliki
berat jenis besar.. Kotak atau wadah Sluice box dapat terbuat dari
beberapa material, diantaranya adalah :
1. Kayu.
2. Plastik.
3. Plastik.
4. Baja.
Sumber : www.Dunia-Pertambangan.blogspot.com
Foto 5.2
(a) Sluice box Alumunium, (b) Sluice box Kayu
Dan (c) Sluice box Plastik
Setiap kotak pada sluice bow memiliki tingkat kekasaran tertentu
sehingga mempengaruhi dari tahanan yang diberikan pada
mineral-mineral beharganya. Sluice bow digunakan dengan batuan
fluida berupa air dengan mengalirkannya pada kemiringan kotak
Sluice box.
Sumber : www.Dunia-Pertambangan.blogspot.com
Foto 5.3
Penggunaan Sluice box pada Tambang Emas
5.2.2 Prinsip Sluice box
Sluice box memiliki prinsip kerja dengan memisahkan mineral
berharganya dari pengotornya berdasarkan berat jenis mineral
tersebut. Mineral yang memiliki berat jenis lebih berat akan
tertahan pada tanggul-tanggul (riffle) pada kortak Sluice box
sedangkan mineral yang memiliki berat jenis kecil akan terbawa oleh
aliran air. Mineral yang memiliki berat jenis besar tersebut akan
mengendap pada riffle dikarenakan mampu menahan mengimbangi gaya
dorong dari aliran air.
Sumber : www.mine-mineral-dressing.blogspot.com
Gambar 5.1
Prinsip Kerja Sluice box
5.2.3 Gaya-gaya yang Bekerja pada Sluice box
Terdapat beberapa gaya yang bekerja pada saat pemisahan mineral
berharga dari pengotornya menggunakan Sluice box. Gaya-gaya yang
bekerja tersebut meliputi :
1. Gaya dorong air, dimana gaya yang dihasilkan dari kecepatan
aliran fluida dan partikel.
2. Gaya gesek, dimana gaya yang bekerja pada permukaan butir
atau material pada bahan dasar kotak Sluice box.
3. Gaya gravitasi, dimana gaya yang bekerja akibat dari adanya
berat jenis dan pengaruh grafitasi.
5.2.4 Faktor Keberhasilan Penggunaan Sluice box
Pemisahan mineral berharga terhadap pengotornya menggunakan
Sluice box memiliki beberapa faktor penentu keberhasilan.
Faktor-faktro tersebut dapat berkaitan dengan fluida yang bekerja
mupun pada spesifikasi alat. Faktor yang mempengaruhi keberhasilan
dalam pemisahan mineral berharga dari pengotornya menggunakan
Sluice box, meliputi :
1. Kecepatan aliran fluida, dimana bila kecepatan aliran fluida
terlalu besar maka arus yang tercipta berupa arus turbulen yang
besar sehingga mineral berharga mupun pengotornya ikut terbawa oleh
arus air tersebut.
Sumber : www.mine-mineral-dressing.blogspot.com
Gambar 5.2
Pengaruh Aliran Fluida Terhadap Pemisahan Material
2. Kekasaran permukaan kotak, dimana semakin kasar permukaan
kotak maka semaki, besar konsentrat yang memiliki berat jenis besar
tertahan pada riffle-nya.
3. Bentuk dan bahan riffle, dimana bentuk riffle dibuat
seoptimal mungkin agar material yang memiliki berat jenis besar
tertahan sedangkan material yang memiliki berat jenis kecil terbawa
oleh aliran air.
Sumber : www.mine-mineral-dressing.blogspot.com
Gambar 5.3
Bentuk Riffle pada Sluice box
Sumber : www.mine-mineral-dressing.blogspot.com
Gambar 5.4
Bahan Riffle pada Sluice box
4. Berat jenis material, dimana semakin besar berat jenis
konsentrat yang diinginkan, maka semakin besar kemungkinan untuk
menahan derasnya arus fluida sehingga tertahan pada riffle dan
terpisahkan dari pengotornya.
5. Banyaknya air atau fluida, dimana bila air yang digunakan
pada saat pengoprasian sedikit, maka hanya seikit mineral berharga
yang dapat terpisahkan dari pengotornya sehingga hasilnya adalah
heterogen.
6. Panjang Sluice box, dimana semakin panjang Sluice box, maka
semakin besar mineral yang memiliki berat jenis berat akan tertahan
pada riffle sehingga konsentrasi yang didapatkan semakin besar.
7. Ketinggian dan kemiringan Sluice box, dimana ketinggian
sluice box harus berbanding dengan ketinggian permukaan air, bila
Sluice box memiliki ketinggian yang relatif besar, maka sudut yang
dihasilakan pun semakin besar sehingga material yang memiliki berat
jenis besar kecil kemungkinan tertahan pada riffle.
8. Kekentalan, dimana semakin kental fluida, maka kadar
konsentrat yang dihasilkan semakin renda, tetapi jumlah konsentrat
semakin tinggi.
5.3 Alat dan Bahan
5.3.1 Alat
Alat yang digunakan pada praktikum bahan galian menggunakan
sluice box kali ini adalah sebagai berikut:
1. Timbangan
2. Splitter
3. Alas plastik/karpet
4. Sendok
5. Nampan
6. Kantong plastik
7. Mikroskop/loope
8. Corong
9. Papan Grain Counting
10. Pan pemanas
11. Pemanas (Oven)
12. Ember
13. Gelas Ukur
14. Stopwatch
15. Karpet konsentrat
16. Sluice box
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.4
(a) Sluice box, (b) Ember, (c) Loope dan (d) Sendok
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.5
(a) Splitter , (b) Papan Grain Counting , (c) Plastik
dan (d) Neraca OHAUS
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.6
(a) Nampan, (b) Oven, (c) Stop Watch dan (d) Kertas
5.3.2 Bahan
Bahan yang digunakan sebagai sampel dalam praktikum pengolahan
galian menggunakan sluice box adalah campuran kasiterit dan kuarsa
dengan berat masing-masing 250 gram pada ukuran -40+70 mesh
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.7
Sampel Percobaan
5.4 Prosedur Percobaan
Prosedur percobaan pengolahan bahan galian menggunakan sluice
box adalah sebagai berikut :
1. Ukur debit air yang digunakan.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.8
Pengukuran Debit Air
2. Campur kasiterit dan kuarsa diatas dengan air dan aduk.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.9
Pencampuran Kasiterit dan Kuarsa
3. Masukkan feed diatas pada Sluice box.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.10
Sampel Dimasukkan Kedalam Feeder Sluice box
4. Atur kecepatan air sampai proses selesai.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.11
Pengaturan Kecepatan Air
5. Ambil konsentrat kemudian saring.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.12
Pengambilan Konsentrat
6. Masukkan ke pan pemanas dan keringkan pada suhu 100o sampai
105o C sampai airnya hilang.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.13
Pengeringan Sampel Menggunakan Oven
7. Lakukan mixing antara kasiterit dan pasir kuarsa hasil
pemanasan.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.14
Mixing dan Quartering
8. Timbang berat sampel hasil coning dan quartering .
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.15
Penimbangan Sampel
9. Ambil sampel sebanyakn 3 gram.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.16
Pengambilan Sampel Sebanyak 3 gram
10. Taburkan secara merata pada papan grain counting.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.17
Sampel Ditaburkan pada Papan Grain Counting
11. Tentukan kadar konsentrat (kasiterit) dengan grain
counting.
Sumber : Dokumentasi Kegiatan Praktikum PBG 2015
Foto 5.7
Perhitungan Jumlah Butir pada Papan Grain Counting
12. Tentukan berat tailing dan kadarnya.
5.5 Rumus yang Digunakan
Rumus yang akan digunakan dalam pengolahan data percobaan
pengolahan bahan galian menggunakan sluice box adalah sebagai
berikut:
1. Material Balance
2. Metallurgical Balance
3. Recovery
4. Ratio of Concentration
Keterangan :
F= Berat Feed (gr)
f= Kadar Feed (%)
C= Berat Konsentrat (gr)
c= Kadar Konsentrat (%)
T= Berat tailing (gr)
t= Kadar tailing (%)
5.6 Data Hasil Percobaan
Data hasil percobaan pengolahan bahan galian menggunakan sluice
box sebagai berikut :
1. Dimensi Sluice box
Panjang= 198 cm
Lebar= 44,5 cm
Tinggi= 60 cm
Tinggi dan jarak riffle 1= 1,5 cm, 10 cm dari ujung sluice
box
Tinggi dan jarak riffle 2= 1,0 cm, 10 cm dari riffle 1
Tinggi dan jarak riffle 3= 2,0 cm, 15 cm dari riffle 2
Tinggi dan jarak riffle 4= 2,0 cm, 15 cm dari riffle 3
Tinggi dan jarak riffle 5= 2,0 cm, 20 cm dari riffle 4
Tinggi dan jarak riffle 6= 2,0 cm, 20 cm dari riffle 5
Tinggi dan jarak riffle 7= 2,5 cm, 25 cm dari riffle 6
Tinggi dan jarak riffle 8= 2,5 cm, 25 cm dari riffle 7
Tinggi dan jarak riffle 9= 4,0 cm, 32 cm dari riffle 8
2. Kemiringa Sluice box
Sumber : Arsip Pribadi Paint M.F Nafis
Gambar 5.5
Sketsa Perhitungan Kemiringan Sluice box
3. Debit Air
4. Berat Awal Sampel
5. Berat Konsentrat
6. Butir Kasiterit dan Kuarsa
Butir kasiterit dan kuarsa hasil grain counting disajikan dalam
bentuk tabel berikut ini :
Table 5.1
Hasil Grain Counting
No
n SiO2
n SnO2
No
n SiO2
n SnO2
1
2
10
26
3
10
2
7
6
27
3
10
3
4
5
28
4
20
4
2
10
29
5
10
5
4
3
30
6
24
6
5
7
31
2
6
7
2
4
32
0
9
8
9
7
33
0
11
9
2
5
34
2
10
10
3
1
35
3
7
11
4
9
36
2
9
12
10
5
37
5
11
13
16
6
38
6
14
14
3
8
39
3
17
15
4
7
40
6
13
16
8
9
41
3
6
17
3
16
42
0
1
18
4
13
43
3
5
19
7
12
44
4
3
20
5
10
45
3
5
21
2
7
46
0
7
22
3
7
47
5
10
23
3
6
48
3
8
24
4
7
49
1
5
25
4
13
50
5
2
Sumber : Data Hasil Percobaan Sluice box Praktikum Pengolahan
Bahan Galian 2015
Jumlah Butir Kasiterit= 426
Jumlah Butir Kuarsa= 202
5.7 Hasil Pengolahan Data
Pengolahan data hasil percobaan sluice box dilakukan secara
empiris menggunakan rumus umum pengolahan bahan galian, meliputi
kadar, berat, recovery dan ratio of concentration dari
masing-masing komposisi sampel (kasiterit dan kuarsa)
1. Kadar Feed (Kuarsa)
2. Berat Kuarsa dalam Konsentrat
3. Berat Tailing
4. Berat Kasiterit dalam Tailing
(angka mutlak, kasiterit menambah berat tailing)
5. Kadar Konsentrat
6. Kadar Tailing
7. Recovery Konsentrat
8. Ratio of Concentration
Table 5.2
Hasil Pengolahan Data Percobaan Sluice Box
Mineral
Feed
Konsentrat
Tailing
R
(%)
K
Berat (gr)
Kadar (%)
Berat
(gr)
Kadar (%)
Berat (gr)
Kadar
(%)
Kuarsa
250
54,8
253
15,22
247
15,22
98,54
2,024
Kasiterit
250
45,2
247
84,78
253
84,78
Sumber : Data Hasil Pengolahan Percobaan Sluice box Praktikum
Pengolahan Bahan Galian 2015
5.8 Analisa
Dari hasil pengolahan bahan galian menggunakan sluice boy, nilai
konsentrat yang didapatkan sebesar 84,78 % dengan berat sebesar 274
gram. Sedangkan tailing yang dihasilkan sebesar 15,22 % dengan
berat sebesar 253 gram. Sampel yang diberikan pada percobaan adalah
campuran dari 250 gram kasiterit dan 250 gram kuarsa. Namun saat
hasil akhir percobaan didapatkan berat kasiterit yang kurang dari
250 gram sedangkan berat kuarsa lebih dari 250 gram. Hak tersebut
dianalisiskan karena terjadinya pemisahan antara kasiterit dan
kuarsa yang kurang sempurna, seingga terjadinya delusi. Pemisahan
konsentrat yang kurang sempurna tersebut dapat diakibatkan oleh
beberapa faktor, diantaranya adalah debit air, kemiringan, dan
kekasaran permukaan karpet sluice box.
Debit air yang didapatkan dari hasil pengukuran sebesar 196,09
ml per detik. Debit air tersebut berdasarkan pengamatan secara
mengaskopis tergolong dalam jenis aliran fluida turbulen. Jenis
aliran turbulen pada pengolahan bahan galian menggunakan sluice
box, merupakan jenis aliran fluida yang diharapkan dimana jenis
aliran ini dapat memisahkan mineral yang memiliki berat jenis besar
dengan berat jenis kecil. Pemisahan tersebut dilakukan dengan
membawa mineral yang memiliki berat jenis kecil ikut kedalam aliran
turbulen tersebut.
Selain debit air, kemiringan sluice box pun dapat memepengaruhi
pemisahan mineral berharga dari pengotornya. Kemiringan alat yang
digunakan dalam percobaan tergolong dalam kategori landai ( =
4,89o). Kemiringan alat yang landai dianalisiskan dapat memisahkan
mineral mineral berharga dari pengotornya lebih optimal, dengan
syarat berbanding dengan ketinggian riffle pada alat. Kelanadaian
tersebut akan memudahkan mineral berat untuk terkonsentrasi pada
riffle alat, sedangkan mineral ringan ikut terbawa oleh aliran air.
Bila kemiringan sluice box terlalu landai, maka mineral ringan akan
ikut tertahan bersamaan dengan mineral berat. Sedangkan bila
kemiringan alat terlalu curam, maka mineral berat dapat ikut
terbawa oleh aliran air.
Kekasaran permukaan pada sluice box juga ikut mempengaruhi
pengkonsentrasian mineral berat. Kondisi permukaan karpet yang
kasar akan menyebabkan gaya gesek yang besar antara permukaan
partikel mineral terhadap karpet, sehingga mineral berat akan lebih
mudah untuk terkonsentrasi. Kondisi karpet pada alat percobaan
relatif halus berdasarkan hasil pengindraan. Namun kondisi karpet
pada permukaan relatif sedikit mempengaruhi pengkonsentrasian
mineral berharga karena saat percobaan dibantu secara manual
menggunakan tangan.
5.9 Kesimpulan
Keismpulan yang dapat diambil dalam pengolahan bahan galian
menggunakan sluice box adalah pemisahan konsentrat terhadap tailing
menggunakan sluice box merupakan pemisahan yang memanfaatkan sifat
fisik dari mineral yaitu berat jenis. Pemisahan tersebut juga
dibantu oleh aliran fluida (air). Aliran fluida saling berkaitan
terhadap proses pemisahan, dimana aliran fluida tersebut akan
membawa mineral yang memiliki berat jenis kecil ikut bersamanya.
Aliran fluida saat pemisahan memiliki syarat yakni aliran yang
digunakan harus aliran fluida jenis turbulen, karena aliran jenis
turbulen mengeluarkan energi yang besar daripada jenis aliran
lainnya.
Keberhasilan pemisahan menggunakan sluice box dipengaruhi oleh
beberapa faktor diantaranya adalah kemiringan alat, kekasaran
karpet dan debit air yang digunakan. Faktor-faktor tersebut dalam
percobaan bersifat tidak meruginakan. Karena sesuai dengan besaran
nilai faktor yang diharapkan pada umumnya.
Recovery yang didapat dari hasil pemisahan konsentrat terhadap
tailing menggunakan sluice box pada percobaan ini sebesar 98, 54%.
Nilai tersebut tergolong baik, karena sebesar 98,54 % konsentrat
dalam sampel dapat terpisahkan dari pengotornya. Recovery hasil
percobaan yang besar tersebut didapatkan karena proses pemisahan
mineral dibantu secara manual menggunakan tangan, dengan cara
melakukan pengadukan pada sampel pengujian yang terendapkan pada
sisi riffle. Sampel perngujian yang terendapkan tersebut berupa
mineral yang memiliki berat jenis kecil ikut tertimpa oleh mineral
yang memiliki berat jenis besar, sehingga tidak ikut bersamaan
dengan aliran air saat proses pemisahan berlangsung.
Ratio of Concentration mineral berharga yang didapatkan sebesar
2,024. Ratio tersebut memiliki nilai terdekat dengan hasil yang
seharusnya didapatkan yakni 2,0. Hal tersebut dikarenakan adanya
konsentrat yang tersisa atau terbuang saat proses pemisahan.