Konsentrat bijih

Konsentrat bijih , atau hanya konsentrat adalah produk yang umumnya diproduksi oleh tambang bijih logam. Bijih mentah biasanya digiling halus dalam berbagai operasi kominusi dan gangue (limbah) dihilangkan, sehingga komponen logamnya terkonsentrasi. Konsentrat tersebut kemudian diangkut ke berbagai proses fisik atau kimia yang disebut hidrometalurgi, pabrik peleburan pirometalurgi , dan elektrometalurgi yang digunakan untuk menghasilkan logam yang berguna.^[1][2]

Logam ditemukan dalam bijih dalam kompleks dengan unsur lain. Proses menghilangkan logam dari bijihnya dikenal sebagai ekstraksi logam. Metode ekstraksi logam dari bijihnya dan memurnikannya disebut metalurgi. Semua logam tidak dapat diekstraksi menggunakan satu proses saja. Tergantung pada logamnya, proses yang digunakan bervariasi. Salah satu fase paling penting dalam ekstraksi logam dari bijihnya adalah konsentrasi bijih, yang juga dikenal sebagai pengayaan bijih.

Bijih didefinisikan sebagai zat padat (seperti batuan) yang mencakup mineral atau kombinasi mineral, yang logamnya dapat diperoleh kembali melalui serangkaian prosedur seperti konsentrasi bijih, isolasi logam, dan pemurnian logam. Bijih secara luas dikategorikan menjadi empat jenis:

• Bijih asli: Ini adalah bijih non-reaktif yang mengandung logam dalam keadaan bebasnya. Contohnya termasuk perak, emas, dan platinum.
• Bijih teroksidasi: Ini mengandung oksida atau garam oksi, yang merupakan logam karbonat, fosfat, dan silikat. Bijih oksida (Fe 2 O 3 ) dan bijih karbonat adalah dua contohnya (CaCO 3).
• Bijih belerang: Ini mengandung sulfida logam seperti besi dan timbal. Contohnya termasuk FeS 2 (Besi pirit), PbS (Galena), dan HgS (Cinnabar).
• Bijih halida: Logam halida hadir di dalamnya. Bijih klorida: AgCl (Tanduk perak), CaF 2 (Fluorspar), dan lain sebagainya.

Pemekatan bijih adalah metode menghilangkan partikel gangue dan kotoran lainnya. Nama alternatif untuk konsentrasi bijih termasuk pembalut bijih dan manfaat. Prosedur konsentrasi bijih merupakan tahapan penting dalam memperoleh logam murni dari bijih. Memisahkan bijih dari partikel gangue diperlukan untuk ekstraksi logam.

Bijih yang ditemukan di dalam tanah mengandung beberapa kotoran seperti pasir, pasir, kerikil, dan sebagainya, yang secara kolektif disebut sebagai “Gangue.” Langkah awal dalam ekstraksi logam adalah konsentrasi bijih. Ada beberapa bentuk bijih, seperti bijih asli, teroksidasi, tersulfurisasi, dan halida, yang dapat dipekatkan menggunakan berbagai proses fisik dan kimia.

Karena bijihnya terletak di permukaan bumi, maka ia mengandung komponen tanah yang tidak diinginkan seperti batu besar, pasir, lanau, dan berbagai pengotor lainnya yang dalam bahasa sehari-hari disebut gangue. Konsentrasi adalah pemisahan sesuatu yang bermanfaat dari sesuatu yang tidak berharga. Oleh karena itu, kita dapat memulihkan dan memurnikan logam dengan memusatkan bijih dari kontaminan tersebut. Untuk memusatkan atau mengekstraksi bijih dari matriks gangue, berbagai prosedur fisik dan kimia digunakan.

Metode fisik untuk konsentrasi bijih meliputi pengambilan tangan, pencucian hidrolik, pemisahan magnetik, dan flotasi buih.

Memilih sendiri

Itu adalah cara tradisional untuk memusatkan bijih secara langsung dengan tangan. Dalam teknik ini, palu digunakan untuk menghilangkan gangue, atau matriks padat yang melekat, dari bijih. Pemisahan dan identifikasi gangue didasarkan pada perbedaan warna atau bentuk benjolan.

Pencucian Hidrolik

Ini juga dikenal sebagai “Pemisahan gravitasi” atau “Levigasi.” Proses ini mengkonsentrasikan bijih dengan melewatkannya melalui aliran air ke atas, memisahkan partikel gangue yang lebih ringan dari bijih logam yang lebih berat. Ini adalah jenis pemisahan gravitasi.

Pemisahan Magnetik

Hal ini termasuk memisahkan bijih dan gangue menggunakan karakteristik magnetik dari bijih atau gangue tersebut. Bijih tersebut pertama-tama dihancurkan menjadi partikel halus sebelum diangkut pada ban berjalan yang melewati roller magnet. Bijih magnet tetap berada di sabuk, sementara gangue terlepas.

Metode Flotasi Buih

Teknik ini banyak digunakan untuk mengekstraksi gangue dari bijih sulfida. Bijihnya dihaluskan, dan suspensi dalam air terbentuk. Ini dilengkapi dengan pengumpul dan penstabil buih. Kolektor (minyak pinus, asam lemak, dll.) meningkatkan ketidakterbasahan komponen logam bijih dan memungkinkannya membentuk buih. Kresol, anilin, dan penstabil buih lainnya menjaga busa tetap di tempatnya. Logam dilumasi dengan minyak, sedangkan gangue dilumasi dengan air. Buih dibuat dengan terus mengaduk suspensi dengan dayung dan udara. Logam berbusa dihilangkan bagian atasnya dan dikeringkan untuk mendapatkan kembali logamnya. Berikut tahapan flotasi:

• Tahap awal flotasi adalah roughing. Jumlah terbesar bahan bermanfaat diekstraksi selama operasi ini. Sebelum pengasaran, prosedur pra-flotasi terkadang digunakan. Hal ini dilakukan untuk menghilangkan kontaminan seperti karbon organik.
• Pembersihan adalah langkah selanjutnya dalam proses flotasi. Konten yang tidak diinginkan dihapus selama proses ini. Hasil dari langkah ini dikenal sebagai konsentrat yang lebih bersih.
• Fase terakhir dalam proses flotasi adalah pemulungan. Hal ini dilakukan untuk memulihkan bahan-bahan penting yang tidak dikumpulkan selama pengasaran.

Bahan kimia proses flotasi

• Ligan Sulfur Anionik berfungsi sebagai kolektor. Misalnya garam xantat. Asam lemak dan amina lemak juga digunakan sebagai pengumpul.
• Pembuih digunakan untuk menjaga buih tetap stabil. Misalnya minyak pinus, alkohol, dan lain sebagainya.
• Untuk mengoptimalkan proses pemisahan, pengubah digunakan. Kapur (CaO), Soda kaustik (NaOH), dan pengatur pH lainnya tersedia. Fosfat, silikat, dan karbonat adalah contoh pengubah anionik. Pengubah organik antara lain bahan pengental seperti dekstrin, pati, lem, dan lain-lain.

Pencucian

Ketika bijih larut dalam pelarut, pencucian dilakukan. Bijih bubuk dilarutkan dalam bahan kimia, seringkali dalam larutan NaOH yang kuat. Logam dalam bijih dilarutkan dengan larutan kimia, dan dapat diperoleh kembali serta dipisahkan dari gangue dengan mengekstraksi larutan kimia. Metode ini digunakan untuk mengekstraksi logam aluminium dari bijih bauksit.

Untuk konsentrasi yang lebih besar, proses kimia seperti kalsinasi, pemanggangan, dan pencucian digunakan.

Kalsinasi

Kalsinasi adalah proses mengubah bijih menjadi oksida dengan memanaskannya secara cepat. Jika tidak ada udara atau ketersediaannya terbatas, bijih akan dipanaskan hingga di bawah titik lelehnya. Proses ini sering digunakan untuk mengubah karbonat dan hidroksida menjadi oksida yang sesuai. Kontaminan yang lembab dan mudah menguap juga dihilangkan selama kalsinasi. Kalsinasi adalah proses termal yang digunakan untuk mengubah bijih dan bahan padat lainnya dengan memecahnya melalui panas. Reaksi dalam kalsinasi sebagian besar terjadi pada atau di atas suhu kerusakan termal. Akibatnya, kalsinasi banyak digunakan dalam konversi batu kapur (kalsium karbonat) menjadi kapur (kalsium oksida) dan karbon dioksida.

CaCO 3 ⇢ CaO + CO 2

Roasting

Ini adalah proses metalurgi di mana bijih diubah menjadi oksida dengan memanaskannya di bawah titik lelehnya dengan adanya udara tambahan. Meskipun kalsinasi biasanya digunakan untuk oksidasi karbonat, pemanggangan adalah proses untuk mengubah bijih sulfida. Kontaminan kelembaban dan non-logam dikeluarkan sebagai gas yang mudah menguap selama pemanggangan. Proses termal gas padat seperti oksidasi, reduksi, sulfasi, klorinasi, dan hidrolisis piro membentuk proses pemanggangan. Namun, pemanggangan berbahan dasar sulfida merupakan sumber utama polusi udara, dan kelemahan utama metode ini adalah metode ini mengeluarkan sejumlah besar zat logam, beracun, dan asam yang berdampak pada lingkungan.

2ZnS + 3O 2 ⇢ 2ZnO + 2SO 2

Pencucian

Ini adalah proses kimia di mana bijih diolah dengan reagen yang sesuai untuk melarutkannya. Pemisahan bijih atau mineral yang dapat larut dari gangue yang tidak dapat larut dapat dilakukan. Setelah pemisahan bijih, bijih tersebut dapat diperoleh kembali menggunakan berbagai teknik kimia.

• Metalurgi ekstraktif
• Tungku pembakaran
• Pengecoran
• Tanur Busur Listrik
• Fabrikasi logam
• Logam paduan
• Logam
• Peleburan (metalurgi)
• Pemurnian