FLOTASI

DEFINISI

Flotasi adalah proses pemisahan mineral secara physico-chemical yang memanfatkan perbedaan sifat permukaan antara mineral berharga dan mineral pengotor. Permukaan mineral yang bisa menempel pada gelembung udara dan tidak suka dengan air disebut hidrofobik, sementara sifat sebaliknya disebut hidrofilik.

PRINSIP KERJA

Prinsip flotasi diilustrasikan pada gambar berikut:

Gambar 1. Ilustrasi prinsip kerja flotasi

Umpan yang akan diolah berupa pulp atau lumpur dimasukkan ke dalam tangki atau sel flotasi. Tangki dilengkapi dengan agitator atau pengaduk yang terintegrasi dengan pipa untuk menginjeksikan udara, sehingga timbul gelembung udara di dalam pulp. Mineral yang bersifat hidrofobik akan menempel pada gelembung udara kemudian terangkat menuju permukaan menjadi buih (mineralised froth), sedangkan mineral hidrofilik tetap tinggal di dalam pulp.

Contoh pabrik yang mengaplikasikan proses flotasi adalah PT Freeport Indonesia (PTFI) dan PT Newmont Nusa Tenggara (PTNNT) untuk merecover tembaga.

REAGEN YANG DIGUNAKAN

Selama proses berlangsung, gelembung udara harus kuat dan stabil untuk membawa serta mineral hidrofobik ke permukaan pulp, sehingga diperlukan beberapa bahan kimia untuk mencapai kondisi tersebut, yang dinamakan reagen flotasi. Reagen-reagen yang digunakan adalah

a.    Kolektor

Merupakan senyawa organik yang digunakan untuk mengubah mineral tertentu bersifat hidrofobik sehingga dapat menempel pada gelembung udara. Kolektor ditambahkan ke dalam pulp dan waktu yang diperlukan untuk teradsorpsi ke permukaan mineral dinamakan dengan conditioning period. Contoh kolektor adalah xanthates dan dithiophosphates (Aerofloat collector).

b.    Frother

Reagen ini ditambahkan untuk menurunkan tegangan permukaan pada interface air-udara, sehingga membentuk gelembung yang relatif lebih stabil., juga meningkatkan kinetika flotasi. Contoh frother adalah Methyl Isobutyl Carbinol (MIBC).

c.    Regulator/modifier

Penambahan regulator berfungsi untuk meningkatkan kinerja kolektor menjadi lebih selektif terhadap mineral tertentu. Regulator dibagi menjadi 3 jenis, yaitu: activator, depressan, dan pH modifier. Activator berfungsi untuk memperbesar daya adsorpsi kolektor, depressan digunakan untuk meningkatkan selektivitas proses flotasi dengan cara mengurani adsorpsi kolektor pada mineral tertentu sehingga tetap bersifat hidrofilik, sedangkan pH modifier berfungsi untuk mengontrol pH pulp agar didapatkan kondisi yang optimal.

JENIS

Berdasarkan prosesnya :

1.    Flotasi Bulk

Flotasi ini dilakukan untuk bijih yang memiliki sekelompok mineral berharga, sehingga dihasilkan konsentrat yang terdiri sekelompok mineral berharga tersebut dengan kadar yang lebih tinggi dari sebelumnya. Jadi konsentrat yang terbentuk hanyalah satu jenis.

2.    Flotasi Diferensial

Jenis flotasi ini adalah proses lanjutan dari flotasi bulk. Setelah didapatkan konsentrat pada flotasi bulk, dilakukan kembali proses flotasi yang kemudian akan menghasilkan konsentrat dengan kandungan satu jenis mineral berharga yang kadarnya pun lebih tinggi daripada  konsentrat bulk. Misalnya ada tiga kelompok mineral berharga dalam konsentrat bulk, maka konsentrat yang dihasilkan pada flotasi diferensial terdiri dari tiga jenis dengan kandungan masing-masing satu mineral berharga.

3.    Flotasi Selektif

Sama-sama terdiri dari kelompok mineral berharga, tapi yang membedakannya dengan flotasi bulk adalah pada konsentrat yang dihasilkan. Mineral berharga dalam flotasi selektif sudah terpisah dalam masing-masing konsentrat, sama seperti pada konsentrat yang dihasilkan dalam jenis flotasi diferensial.

Berdasarkan sel flotasinya:

1)   Flotasi Mekanik

Shaft dan impeller terletak di tengah mesin, udara akan dimasukkan melaluai shaft dan didispersikan ke permukaan melalui impeller. Jenis ini terdiri dari dua macam berdasarkan proses aerasinya, yaitu induksi dan blower. Dikatakan induksi apabila air masuk secara manual tanpa adanya bantuan mesin dengan memanfaatkan perbedaan tekanan antara di dalam sel dengan di udara. Sedangkan proses aerasi pada tipe blower memanfaatkan media blower.

Gambar 2. Sel Flotasi Mekanik

2)   Flotasi Pneumatik

Tidak ada impeller dan bekerja dengan mengkompres udara untuk agitasi atau “the pulp aerator”.

3)   Flotasi Kolom

Flotasi dilakukan di dalam sebuah kolom, sementara proses conditioning dilakukan di luar sel. Tidak ada bagian yang bergerak pada flotasi kolom ini. Udara dihembuskan dari bawah.

Gambar 3. Sel flotasi kolom

FAKTOR YANG MEMPENGARUHI

i.      pH

Proses flotasi paling memungkinkan dilakukan pada media yang bersifat basa karena kebanyakan kolektor, seperti xanthate, stabil dalam kondisi tersebut. Selain itu kondisi basa juga dapat meminimalisir korosi pada tangki. Nilai kritis pH untuk menghasilkan pemisahan yang optimal bergantung pada sifat alam dari mineral, jenis kolektor dan dosis yang digunakan, serta temperatur proses. Contoh, penggunaan 50 mg/l sodium aerofloat dengan nilai pH pulp 8 akan menyebabkan  mineral kalkopirit akan terapung dan terpisah dari galena dan pirit.

ii.   Ukuran partikel

Ukuran partikel tidak hanya berhubungan dengan derajat liberasi (lihat pada glosarium), tapi juga kemampuan untuk mengapung (floatibility). Gelembung udara memiliki batas ukuran partikel yang dapat diapungkan, umumnya antara 5 µm dan 300 µm.

iii.  Densitas pulp

Faktor ini penting untuk menentukan ukuran serta jumlah sel flotasi yang diperlukan dalam pabrik.

iv.  Waktu conditioning dan flotasi

Dibutuhkan data eksperimen untuk menetapkan waktu optimum yang dibutuhkan untuk menghasilkan konsentrat dan tailing hasil proses. Waktu flotasi tergantung pada ukuran partikel serta reagen yang digunakan. Selain itu, dengan mengetahui waktu flotasi dapat ditentukan kapasitas pabrik.

Sumber:

B. A. Wills, Bsc, Ph. D., C. Eng., MIMM. 1982. Mineral Processing Technology, Pergamon Press, 4^th edition